無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法研究開題報(bào)告

課題名稱：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法研究

課題類別：論文

研究進(jìn)度計(jì)劃2013年12月7日前命題與審題2013年12月21日前選題，下發(fā)任務(wù)書2014年4月中旬中期檢查2014年5月27日前答辯日程安排2014年5月27日—6月7日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯2014年6月中旬優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評選任務(wù)、目的與要求任務(wù)：在掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理、體系結(jié)構(gòu)、路由協(xié)議的分類、和對路由協(xié)議的要求的基礎(chǔ)上，了解無線傳感網(wǎng)的典型路由協(xié)議，并以分簇路由協(xié)議為例，經(jīng)典的分簇路由算法如Leach算法，分析其工作原理,分析和比較了各種（3種以上）路由協(xié)議的特點(diǎn)。目的：分析現(xiàn)有的WSN分簇路由協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，提出自己的改進(jìn)方案。要求：通過matlab搭建仿真WSN實(shí)驗(yàn)平臺，能夠生成無線傳感網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?編程實(shí)現(xiàn)分析3種以上路由算法，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析和比較這些算法的性能，如協(xié)議的節(jié)能性能、網(wǎng)絡(luò)的生存時間、可擴(kuò)展性等。研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢目前用于WSN的路由協(xié)議很多,可以從不同的角度對它們進(jìn)行分類。從是否需要節(jié)點(diǎn)事先知道自己的地理位置出發(fā),可分為地理定位輔助路由和無地理定位輔助路由;從路由查詢發(fā)起策略出發(fā),可分為先應(yīng)式路由與反應(yīng)式路由;從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖出發(fā),可分為平面路由與分級路由;從路由協(xié)議使用的對象不同,可以分成查詢路由(從Sink到傳感器節(jié)點(diǎn))和匯聚路由(從傳感器到Sink);從路由協(xié)議的操作特點(diǎn)出發(fā),還可以分成QoS路由、安全路由和多徑路由等。

TEEN路由協(xié)議TEEN協(xié)議就是為反應(yīng)式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的路由策略，它具有實(shí)時性，可以對突發(fā)事件作出快速反應(yīng)。TEEN采用與LEACH相同的多蔟結(jié)構(gòu)忽然運(yùn)行方式。不同的是，在蔟的建立過程中，隨著蔟首節(jié)點(diǎn)的選定，蔟首節(jié)點(diǎn)除了通過TDMA方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的調(diào)度，還向蔟內(nèi)成員廣播有關(guān)數(shù)據(jù)的硬閥值和軟閥值兩個參數(shù)。硬閥值：是被檢測數(shù)據(jù)所不能逾越的閥值。軟閥值：則規(guī)定被檢測數(shù)據(jù)的變動范圍。LEACH協(xié)議LEACH協(xié)議的主要思想是通過隨機(jī)選擇簇頭節(jié)點(diǎn)，平均分擔(dān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中繼通訊業(yè)務(wù)來達(dá)到平均消耗傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量的目的，進(jìn)而可以延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。在初始化階段，隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)為聚類首領(lǐng)，成為聚類首領(lǐng)的節(jié)點(diǎn)向周圍廣播信息，其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)接受到廣播信息的強(qiáng)度來選擇它所要加入的聚類，并告知相應(yīng)的聚類首領(lǐng)。在穩(wěn)定工作階段，節(jié)點(diǎn)持續(xù)采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，傳送到聚類首領(lǐng)，由聚類首領(lǐng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的融合處理之后，發(fā)送到終端節(jié)點(diǎn)。下一輪工作周期重新選擇聚類首領(lǐng)。GAF路由協(xié)議GAF路由協(xié)議是基于位置信息的能量感知路由協(xié)議，協(xié)議的基本思想是將網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分成很多小區(qū),每個小區(qū)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作,一部分節(jié)點(diǎn)保持正常工作狀態(tài),完成數(shù)據(jù)收集和轉(zhuǎn)發(fā)等任務(wù);另一部分節(jié)點(diǎn)可以處于睡眠狀態(tài)以節(jié)省能量,延長網(wǎng)絡(luò)整體壽命。小區(qū)內(nèi)處于正常工作的節(jié)點(diǎn)就相當(dāng)于群首。研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)，擬采用的途徑重點(diǎn):比較這些算法的性能，通常有哪些性能參數(shù)、協(xié)議的節(jié)能性能、網(wǎng)絡(luò)的生存時間、是否需要維護(hù)多路徑、健壯性、可擴(kuò)張性、是否提供Qos支持、對移動性支持的好壞及是否提供安全機(jī)制比較這些算法的性能，通常有哪些性能參數(shù)、協(xié)議的節(jié)能性能、網(wǎng)絡(luò)的生存時間、是否需要維護(hù)多路徑、健壯性、可擴(kuò)張性、是否提供Qos支持、對移動性支持的好壞及是否提供安全機(jī)制難點(diǎn)難點(diǎn)1：用matlab搭建仿真實(shí)驗(yàn)平臺，生成隨機(jī)分布的傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；難點(diǎn)2：讀懂WSN分簇路由算法的基礎(chǔ)上，編程實(shí)現(xiàn)3種以上路