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水下無線感測器網路路由演算法

發布時間: 2022-12-13 07:17:55

❶ 協議相比,無線感測器網路的路由協議具有哪些特點

與傳統網路的路由協議相比,無線感測器網路的路由協議具有以下特點:
(1)能量優先
由於節點的能量有限,因此需要考慮節點的能量消耗以及網路能量均衡使用的問題。
(2)基於局部拓撲信息
節點只能獲取局部拓撲信息且資源有限,需要實現簡單高效的路由機制。
(3)以數據為中心
感測器網路通常包含多個感測器節點到少數匯聚節點的數據流,按照對感知數據的需求、數據通信模式和流向等,以數據為中心形成信息的轉發路徑。
(4)應用相關
感測器網路的應用環境千差萬別,需要針對每一個具體應用的需求,設計與之適應的特定路由機制。
根據無線感測器網路路由的特點,現階段WSN路由協議設計要遵從如下原則:
(1)能量利用率優先考慮
無線感測器網路路由協議以節能為目標,採用各種方式減少通信消耗,延長WSN的生存時間。
(2)數據為中心
以數據為中心的路由協議要求採用基於屬性的命名機制,某個節點的故障並不會影響整個協議的運行,提高了網路的強健性。
(3)不影響感測器節點探測精度條件下的數據聚合
通過數據聚合,將多個節點的數據綜合成有意義的信息,提高了感知信息的准確性,同時增強了系統的強健性。
(4)實現節點定位和目標追蹤
通過節點定位,達到路由決策的目的,同時降低整個系統的能量消耗,提高系統的生存時間。

❷ 無線感測器網路路由協議有哪些基本分類簡述spin路由演算法特點

(1)能量優先
傳統路由協議在選擇最優路徑時,很少考慮節點的能量消耗問題。而無線感測器網路中節點的能量有限,延長整個網路的生存期成為感測器網路路由協議設計的重要目標,因此需要考慮節點的能量消耗以及網路能量均衡使用的問題。
(2)基於局部拓撲信息
無線感測器網路為了節省通信能量,通常採用多跳的通信模式,而節點有限的存儲資源和計算資源,使得節點不能存儲大量的路由信息,不能進行太復雜的路由計算。在節點只能獲取局部拓撲信息和資源有限的情況下,如何實現簡單高效的路由機制是無線感測器網路的一個基本問題。
(3)以數據為中心
傳統的路由協議通常以地址作為節點的標識和路由的依據,而無線感測器網路中大量節點隨機部署,所關注的是監測區域的感知數據,而不是具體哪個節點獲取的信息,不依賴於全網唯一的標識。感測器網路通常包含多個感測器節點到少數匯聚節點的數據流,按照對感知數據的需求、數據通信模式和流向等,以數據為中心形成消息的轉發路徑。
(4)應用相關
感測器網路的應用環境千差萬別,數據通信模式不同,沒有一個路由機制適合所有的應用,這是感測器網路應用相關性的一個體現。設計者需要針對每一個具體應用的需求,設計與之適應的特定路由機制。
針對感測器網路路由機制的上述特點,在根據具體應用設計路由機制時,感測器網路需滿足一定的路由機制。

❸ 無線感測網多跳路由節點能耗怎麼計算

(1)根據無線感測器網路中因節點有效傳輸半徑對路由選擇的制約,改進基於最小生成樹的分簇多跳路由演算法,改善因路由選擇對網路能耗的影響。該演算法利用Voronoi圖的泊松過程特性優化簇首節點數,並結合最小生成樹動態調整簇內外節點的路由發現實現網路能耗優化。模擬結果表明該演算法在開銷容忍的前提下,網路均衡負載,並與相同模擬條件下的基於LEACH的分層多跳路由演算法相比,更有效地延長了網路壽命,同時降低了計算時間復雜度。
(2)針對無線感測器網路中感測器節點投放分布對投放區域有效通信信號覆蓋的影響,改進了一種基於通信覆蓋的分布式投放概率覆蓋演算法。在保證投放精度的前提下,該演算法根據感測器節點在投放區域中位置的不確定性以及信號衰減特性,建立信號覆蓋模型,並通過信號覆蓋率計算出各節點預定投放位置,由感測器節點的自定位演算法獲取定位信息為前提,獲取節點的投放位置和投放數目。在改善區域通信覆蓋的同時,提高了節點分布效率,達到節省網路資源的目的。通過模擬比較了在不同定位投放方法下的各相關性數據,驗證了該演算法可實現高效投放的優越性能。
(3)在關於無線感測器網路應用方面,提出了在實現投放區域有效通信信號覆蓋的基礎上保證局部能量有效損耗的路由設計要求,由此提出了基於多跳路徑劃分子空間的分簇路由演算法。該路由演算法在獲得相應的節點拓撲分布的前提下實現了能量平均損耗,而節點拓撲的獲取則通過採用高斯分布的定位誤差模型與馬爾可夫鏈性質相結合,改進了以前演算法對於感測器節點拓撲結構的獲取。通過對整個演算法的模擬,得到的相關數據證明了演算法在實現網路硬體資源優化和能量有效損耗方面所具有的較好的性能。
(4)在對運動目標跟蹤定位的研究中,對於無法得知目標的運動狀態方程和觀測雜訊的概率密度分布的情況時,提出基於粒子濾波和曲線准線性優化的目標跟蹤演算法。演算法利用感測器節點的感知圓的幾何特性確定目標的運動區域的邊界限制,借鑒cost
reference粒子濾波演算法,估計出目標的運動軌跡,隨後通過曲線的線性近似簡化了目標運動軌跡的估計,同時也獲取了目標的速率的可控估計,模擬結果證明了所提演算法的高效性。根據實際應用中可能出現部分的感測器節點失效的情況,引入了節點的失效檢測,並以貝葉斯概率分布估計糾正失效節點對原目標狀態做的判斷,提高失效節點所在感知區域的容錯能力,改善了目標跟蹤定位的精度。

❹ 無線感測器網路中採用aodv路由演算法有何優缺點

Nokia研究中心開發,自組網路由協議的RFc標准,它是DSR和DSDV的綜合,借用了DSR中路由發現和路由維護的基礎程序,及DSDV的逐跳(Hop-by-HoP)路由、目的節點序列號和路由維護階段的周期更新機制,以DSDV為基礎,結合DSR中的按需路由思想並加以改進。
它應用於無線自組織網路中進行路由選擇的路由協議, 它能夠實現單播和多播路由。該協議是自組織網路中按需生成路由方式的典型協議。用於特定網路中的可移動節點。它能在動態變化的點對點網路中確定一條到目的地的路由,並且具有接入速度快,計算量小,內存佔用低,網路負荷輕等特點。它採用目的序列號來確保在任何時候都不會出現回環,避免了傳統的距離向量協議中會出現的很多問題。
AODV最初提出的目的是為了建立一個純粹的按需路由的系統。網路中的節點完全不依賴活動路徑,既不維護任何路由信息,也不參與任何定期的路由表交換。節點不需要發現和維護到其他節點的路由,除非兩個節點需要通訊或者節點是作為中間轉發節點提供特定的服務來維護另外兩個節點的連接性。
提出:With the goals of minimizing broadcasts and transmission latency when new routes are needed, we designed a protocol to improve up on the performance characteristics of DSDV in the creation and maintenance of ad-hoc networks.
2. 特點
優點:
(1)基本路由演算法為距離向量演算法,但有所改進,思路簡單、易懂。
(2)按需路由協議,而且節點只存儲需要的路由,減少了內存的需求和不必要的復制。。
(3)採用 UDP 封裝,屬於應用層協議。
(4)支持中間節點應答,能使源節點快速獲得路由,有效減少了廣播數,但存在過時路由問題。
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❺ 無線感測器網路通信協議的目錄

第1章 無線感測器網路概述
1.1 引言
1.2 無線感測器網路介紹
1.2.1 無線感測器網路體系結構
1.2.2 無線感測器網路的特點和關鍵技術
1.2.3 無線感測器網路的應用
1.3 無線感測器網路路由演算法
1.3.1 無線感測器網路路由演算法研究的主要思路
1.3.2 無線感測器網路路由演算法的分類
1.3.3 無線感測器網路QoS路由演算法研究的基本思想
1.3.4 無線感測器網路QoS路由演算法研究的分類
1.3.5 平面路由的主流演算法
1.3.6 分簇路由的主流演算法
1.4 ZigBee技術
1.4.1 ZigBee技術的特點
1.4.2 ZigBee協議框架
1.4.3 ZigBee的網路拓撲結構
1.5 無線感測器安全研究
1.5.1 無線感測器網路的安全需求
1.5.2 無線感測器網路安全的研究進展
1.5.3 無線感測器網路安全的研究方向
1.6 水下感測器網路
1.7 無線感測器網路定位
1.7.1 存在的問題
1.7.2 性能評價
1.7.3 基於測距的定位方法
1.7.4 非測距定位演算法
1.7.5 移動節點定位
第2章 無線感測器網路的分布式能量有效非均勻成簇演算法
2.1 引言
2.2 相關研究工作
2.2.1 單跳成簇演算法
2.2.2 多跳成簇演算法
2.3 DEEUC成簇路由演算法
2.3.1 網路模型
2.3.2 DEEUC成簇演算法
2.3.3 候選簇頭的產生
2.3.4 估計平均能量
2.3.5 最終簇頭的產生
2.3.6 平衡簇頭區節點能量
2.3.7 演算法分析
2.4 模擬和分析
2.5 結論及下一步工作
參考文獻
第3章 無線感測器網路分簇多跳能量均衡路由演算法
3.1 無線傳輸能量模型
3.2 無線感測器網路路由策略研究
3.2.1 平面路由
3.2.2 單跳分簇路由演算法研究
3.2.3 多跳層次路由演算法研究
3.3 LEACH-L演算法
3.3.1 LEACH-L的改進思路
3.3.2 LEACH-L演算法模型
3.3.3 LEACH-L描述
3.4 LEACH-L的分析
3.5 實驗模擬
3.5.1 評價參數
3.5.2 模擬環境
3.5.3 模擬結果
3.6 總結及未來的工作
3.6.1 總結
3.6.2 未來的工作
參考文獻
第4章 基於生成樹的無線感測器網路分簇通信協議
4.1 引言
4.2 無線傳輸能量模型
4.3 基於時間延遲機制的分簇演算法(CHTD)
4.3.1 CHTD的改進思路
4.3.2 CHTD簇頭的產生
4.3.3 CHTD簇頭數目的確定
4.3.4 CHTD最優簇半徑
4.3.5 CHTD描述
4.3.6 CHTD的特性
4.4 CHTD簇數據傳輸研究
4.4.1 引言
4.4.2 改進的CHTD演算法(CHTD-M)
4.4.3 CHTD-M的分析
4.5 模擬分析
4.5.1 生命周期
4.5.2 接收數據包量
4.5.3 能量消耗
4.5.4 負載均衡
4.6 總結及未來的工作
4.6.1 總結
4.6.2 未來的工作
參考文獻
第5章 基於自適應蟻群系統的感測器網路QoS路由演算法
5.1 引言
5.2 蟻群演算法
5.3 APAS演算法的信息素自適應機制
5.4 APAS演算法的揮發系數自適應機制
5.5 APAS演算法的QoS改進參數
5.6 APAS演算法的信息素分發機制
5.7 APAS演算法的定向廣播機制
5.8 模擬實驗及結果分析
5.8.1 模擬環境
5.8.2 模擬結果及分析
5.9 總結及未來的工作
5.9.1 總結
5.9.2 未來的工作
參考文獻
第6章 無線感測器網路簇頭選擇演算法
6.1 引言
6.2 LEACH NEW演算法
6.2.1 網路模型
6.2.2 LEACH NEW簇頭選擇機制
6.2.3 簇的生成
6.2.4 簇頭間多跳路徑的建立
6.3 模擬實現
6.4 結論及未來的工作
參考文獻
第7章 水下無線感測網路中基於向量的低延遲轉發協議
7.1 引言
7.2 相關工作
7.3 網路模型
7.3.1 問題的數學描述
7.3.2 網路模型
7.4 基於向量的低延遲轉發協議
7.4.1 基於向量轉發協議的分析
7.4.2 基於向量的低延遲轉發演算法
7.5 模擬實驗
7.5.1 模擬環境
7.5.2 模擬分析
7.6 總結
參考文獻
第8章 無線感測器網路數據融合演算法研究
8.1 引言
8.2 節能路由演算法
8.2.1 平面式路由演算法
8.2.2 層狀式路由演算法
8.3 數據融合模型
8.3.1 數據融合系統
8.3.2 LEACH簇頭選擇演算法
8.3.3 簇內融合路徑
8.3.4 環境設定和能耗公式
8.4 數據融合模擬
8.4.1 模擬分析
8.4.2 模擬結果分析
8.5 結論
參考文獻
第9章 無線感測器網路相關技術
9.1 超寬頻技術
9.1.1 系統結構的實現比較簡單
9.1.2 空間傳輸容量大
9.1.3 多徑分辨能力強
9.1.4 安全性高
9.1.5 定位精確
9.2 物聯網技術
9.2.1 物聯網原理
9.2.2 物聯網的背景與前景
9.3 雲計算技術
9.3.1 SaaS軟體即服務
9.3.2 公用/效用計算
9.3.3 雲計算領域的Web服務
9.4 認知無線電技術
9.4.1 傳統的Ad-hoc方式中無線感測器網路的不足
9.4.2 在ZigBee無線感測器網路中的應用
參考文獻
第10章 無線感測器網路應用
10.1 軍事應用
10.2 農業應用
10.3 環保監測
10.4 建築應用
10.5 醫療監護
10.6 工業應用
10.6.1 工業安全
10.6.2 先進製造
10.6.3 交通控制管理
10.6.4 倉儲物流管理
10.7 空間、海洋探索
10.8 智能家居應用

❻ 無線感測器網路研究什麼,和ZigBee什麼關系關於無線感測器網路,有研究路由算發,研究拓樸控制的

無線網路,一是無線傳輸的硬體,有400M、900M、2.4G等頻段,以及不同的功率等級;二是通訊協議,各無線設備之間的數據傳輸協議。
zigbee是無線網路的一種形式,包含協議層;cc2530隻是一種晶元,無線通訊的硬體晶元。