基于无线传感器网络的节能算法研究

论文摘要

无线传感器的特性决定了传感器网络受到能量制约,节点使用电池提供能量,使得可提供的能量相对较少且补充困难,因此在保证各方面运作正常的前提下,需要考虑降低能耗,以延长无线传感器整个网络的生命周期。目前的常见节能方案包括,传感器网络分簇管理、节点睡眠/唤醒和节能路由等。本文介绍了无线传感器网络及无线传感器网络节能技术研究现状;概括了无线传感器的软件、硬件等体系结构及特点和无线传感器应用的领域;分析了常见的无线传感器网络节能算法。本文提出了一种重复数据抑制协议,通过概率流量分析以确定和缓存那些造成最多流量储存的重复数据传输子集,可以实现无约束缓存基础上的重复数据抑制解决方案,并将重复数据抑制协议应用于基于冗余节点树的节能算法。本文采用OMNET++进行了仿真实验。实验结果表明,带重复数据抑制协议的冗余节点树的节能算法较大地提高了网络冗余节点的利用率,能够有效地对冗余节点进行跨簇的综合管理和使用,延长了无线传感器网络的生命周期。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 本文的主要工作和组织结构
• 第二章 无线传感器网络能耗问题
• 2.1 无线传感器网络的体系结构
• 2.1.1 节点组成
• 2.1.2 网络体系结构
• 2.2 无线传感器网络能量消耗
• 2.2.1 无线传感器网络的能耗特性
• 2.2.2 无线传感器网络的应用
• 2.2.3 无线传感器节点的能耗计算
• 2.3 无线传感器网络能耗分析及节能策略
• 2.3.1 能耗分析
• 2.3.2 节能策略
• 2.4 本章小结
• 第三章 无线传感器网络节能技术研究
• 3.1 无线传感器网络节能相关技术
• 3.1.1 标准化工作
• 3.1.2 传感器网络分簇管理
• 3.1.3 节点睡眠/唤醒调度机制
• 3.2 数据频繁项挖掘
• 3.2.1 基于Hash 的频繁项挖掘算法
• 3.2.2 基于抽样的频繁项挖掘算法
• 3.3 本章小结
• 第四章 带重复数据抑制的冗余节点树节能算法
• 4.1 无线传感器网络重复数据抑制机制
• 4.1.1 重复数据抑制协议概述
• 4.1.2 重复数据的分析与确认
• 4.1.3 重复数据抑制协议的设计
• 4.1.4 协议结构及工作流
• 4.2 无线传感器网络冗余节点树算法
• 4.2.1 基于冗余节点树的节能算法
• 4.2.2 冗余节点树算法分析
• 4.2.3 带重复数据抑制的冗余节点树节能算法
• 4.3 本章小结
• 第五章 仿真实验与结果分析
• 5.1 仿真工具OMNET++
• 5.2 算法仿真验证
• 5.2.1 重复数据抑制机制仿真
• 5.2.2 基于冗余节点树算法的仿真
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 发表论文