傳感器網絡能耗均衡策略及應用

論文字數:14431,頁數:44  有開題報告，任務書

摘    要
 無線傳感器網絡是由許多隨機分布的傳感器節點通過自組織方式形成的一種網絡結構，這些傳感器節點可以采集溫度、濕度等信息，并傳送給接收器進行處理。因為傳感器節點的能量供給方式是采取電池提供能量，所以整個網絡的能量消耗的問題非常突出，如何采取各種措施延長網絡的生命周期成為無線傳感網絡的一個關鍵問題。
 本文首先介紹了無線傳感器網絡的能耗問題，引入了能量空洞理論，并分析了當前解決能量空洞的幾種可以采取的能耗均衡策略，最后重點研究了一種非均勻節點分布策略，在對理論理解的基礎上對這種策略進行了網絡模擬仿真實驗。通過設定實驗的參數，試圖在各種設定環境下進行模擬，并通過對比實驗和實驗數據分析得出結論，驗證了這種節點分布策略的有效性以及指出存在的一些問題，在本文的最后提出了這種非均勻分布策略的擴展和應用。

關鍵詞： 傳感器網絡；能耗均衡；能量空洞；非均勻分布；網絡模擬

The energy consume uniform strategy in wireless sensor network

Abstract
 The WSN(Wireless Sensor Network) is made up of masses of independent sensor nodes that organized by themselves. As the sensor nodes can provide the ability to gathering information from nearby, so they are widely used in forest, farmlands, and battlefields. As we know, the sensor nodes use battery for energy support and the energy battery provide is limited. When the nodes use up its battery , they just died and can not work any more .so how to maximum the life time of the WSN is becoming a major problem.
 The paper first describes energy consume of WSN, then explain the energy hole problem and introduce several ways to maximum the life time of the WSN, and then we chose the nonuniform distribution strategy for further study. We want to prove the node distribution strategy the reference offered, so some simulations and experiments are necessary. After analyze the data from the simulations and experiments, we prove that the strategy is correct and we finger out the week point of the strategy. Finally, we give some method to extend this strategy and how to use the strategy to deploy the nodes to a circle wireless sensor network.

 Key Words： Wireless sensor network； energy hole；energy consume uniform；
Nonuniform node distribution； network simulation
目    錄
摘    要 II
Abstract III
目    錄 IV
插圖索引 VI
附表索引 VII
1 緒論 1
1.1 課題的背景和意義 1
1.2 國內外的當前研究現狀 1
1.3 本文要完成的主要工作 2
2 傳感器網絡能耗均衡與網絡模擬 3
2.1 能量空洞理論和節點非均勻分布理論 3
2.1.1 能量空洞的產生原因 3
2.1.2 節點非均勻分布理論 3
2.2 圓形網絡模型下的分布策略 4
2.3 網絡仿真模擬器和NS2 6
2.3.1 網絡仿真模擬器的介紹 6
2.3.2 NS2的介紹 8
2.4 OTCL介紹 9
2.5 NS2 Mannasim Framework[7]介紹 12
3 非均勻分布策略的模擬仿真 13
3.1 理論的提出 13
3.2 模擬場景的設定 13
3.3 Sink節點的定義 14
3.4 Sensor節點的定義 15
3.5 模擬仿真的創建執行 17
3.5.1 創建一個Sink節點 17
3.5.2 創建Sensor節點 18
3.5.3 執行模擬程序 19
3.6 對比實驗模擬 19
4 模擬實驗結果的分析 21
4.1 Nam模擬的分析 21
4.1.1 第一組實驗的Nam模擬的分析 21
4.1.2 第二組實驗的Nam模擬的分析 22
4.2 Trace模擬分析 23
4.2.1 第一組實驗的Trace模擬的分析 23
4.2.2 第二組實驗的Trace模擬的分析 25
4.3 數據對比分析 28
4.3.1 Nam模擬分析對比 28
4.3.2 Trace模擬分析對比 30
4.4 存在的問題 31
5 節點分布策略的應用 32
5.1 圓形網絡環境下的分布參考模型 32
5.2 節點非均勻分布模型的擴展 32
結    論 34
致    謝 35
參考文獻 36