傳感與控制-無線傳感器網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)收集器移動的路由協(xié)議

1、摘 要近年來，隨著微機電系統(tǒng)和無線通信技術的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡WSN（Wireless Sensor Network）得到了越來越廣泛的關注和研究。在無線傳感器網(wǎng)絡中，減少能量消耗，延長網(wǎng)絡生命周期是首要的任務。基于移動sink的路由協(xié)議成為現(xiàn)在研究的熱點，讓sink節(jié)點移動到傳感節(jié)點附近，通過一跳就可以接收數(shù)據(jù)，與以往WSN通過多跳的方式向靜止的sink發(fā)送數(shù)據(jù)相比，移動sink在數(shù)據(jù)傳輸過程中有更少的節(jié)點參與轉發(fā)，因而節(jié)約了節(jié)點的能量消耗，延長了網(wǎng)絡的生命周期。論文首先提出了基于移動sink的數(shù)據(jù)接收思想，分析了這種方法的優(yōu)勢；然后闡述了路由協(xié)議應以應用為前提，為后續(xù)研究的方便提出了另一

2、種路由協(xié)議的分類，即逐跳路由協(xié)議（sink靜止）和基于移動sink的路由協(xié)議，并比較了兩類路由協(xié)議的優(yōu)劣；再次重點分析了基于移動sink的經(jīng)典路由協(xié)議TTDD的工作原理及系統(tǒng)仿真設計，針對TTDD數(shù)據(jù)傳輸路徑過長的問題提出了現(xiàn)有的解決方法，即CODE協(xié)議和E-TTDD協(xié)議，并且通過數(shù)學方法計算了三種算法的通信能量開銷，并進行了比較。關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡，路由協(xié)議，數(shù)據(jù)收集器移動，TTDD ABSTRACTWith the rapid development of wireless communication and Microelectronics Mechanical System (ME

3、MS) technologies, Wireless Sensor Networks (WSN) had attracted extensive attention due to their wide range of potential applications. Energy is the most critical factor when designing sensor network, we must make sure that the lifetime of WSN should be longer. The routing protocol based on sink mobi

4、lity is being considered as the research hotspots, the data can be sent directly to a collector in 1-hop communication which reduces the need for multi-hop communication. So we can save the energy and prolong the lifetime of WSN.In this paper we first introduce a new idea that uses the mobile sink t

5、o collect data, and analyze the advantage of this method. Then we illustrates that wireless sensor network routing protocols are based on applications and proposes another classifying scheme, based on that there are two kinds of routing protocols, hop-by-hop routing protocols and sink mobility routi

6、ng protocols. I also compare them in this paper. At last, this paper analyzes the basic principle and systems simulation design on TTDD, in order to solve the problem exists in the condition of data transmission path is too long in TTDD, another two modified methods are presented, CODE and E-TTDD, a

7、nd we compare the three protocols communication energy consumption through mathematical calculation. Keywords: Wireless Sensor Network, routing protocols, sink mobility, TTDD目 錄第1章 緒論錯誤！未定義書簽。1.1無線傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)生及特點錯誤！未定義書簽。1.2無線傳感器網(wǎng)絡應用范圍錯誤！未定義書簽。1.3移動sink路由協(xié)議的研究進展錯誤！未定義書簽。1.4論文的研究內容錯誤！未定義書簽。第2章 基于移動sink路由協(xié)

8、議的研究背景錯誤！未定義書簽。2.1無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議概述錯誤！未定義書簽。2.2現(xiàn)有路由協(xié)議的分類錯誤！未定義書簽。2.3引入sink移動思想的路由協(xié)議錯誤！未定義書簽。第3章 移動sink經(jīng)典路由協(xié)議的研究錯誤！未定義書簽。3.1 TTDD路由協(xié)議錯誤！未定義書簽。3.1.1路由協(xié)議簡介錯誤！未定義書簽。3.1.2路由協(xié)議工作原理錯誤！未定義書簽。3.1.3通信能量消耗分析錯誤！未定義書簽。3.2 TTDD的改進路由協(xié)議-CODE錯誤！未定義書簽。3.2.1路由協(xié)議工作原理錯誤！未定義書簽。3.2.2通信能量消耗分析錯誤！未定義書簽。3.3 TTDD的改進路由協(xié)議- E-TTDD錯誤！

9、未定義書簽。3.3.1路由協(xié)議工作原理錯誤！未定義書簽。3.3.2通信能量消耗分析錯誤！未定義書簽。3.4 TTDD及其兩種改進路由協(xié)議的比較錯誤！未定義書簽。第4章 TTDD系統(tǒng)仿真設計錯誤！未定義書簽。4.1 NS2軟件簡介錯誤！未定義書簽。4.2網(wǎng)格初始化錯誤！未定義書簽。4.3 sink的工作情況錯誤！未定義書簽。4.4在DN中設定計時器錯誤！未定義書簽。4.5移動sink與agent的聯(lián)系錯誤！未定義書簽。4.6 sink更新agent錯誤！未定義書簽。4.7 TTDD模擬結果錯誤！未定義書簽。第5章 結論錯誤！未定義書簽。參考文獻錯誤！未定義書簽。致謝錯誤！未定義書簽。源節(jié)點利用地

10、理貪婪轉發(fā)策略傳播數(shù)據(jù)信息到附近的DN，DN又用相同的方法傳播數(shù)據(jù)到鄰居DN，直到數(shù)據(jù)到達sink節(jié)點。DN存儲一些相關信息，包括數(shù)據(jù)發(fā)布信息，它的上游DN位置。數(shù)據(jù)信息在整個區(qū)域中，通過DN逐步傳播，從不同鄰居DN接收到的重復的數(shù)據(jù)信息，通過在數(shù)據(jù)信息中的一組序列號來識別，重復的信息從而被丟棄。圖3.1 網(wǎng)格劃分圖3.2 sink查詢轉發(fā)如圖3.2，虛線為查詢信息傳播方向，實線為數(shù)據(jù)傳播路徑，則可得出n2,n3,n4的路由表，如圖3.3（query是查詢信息，uplink是上一跳發(fā)送query的節(jié)點）： 圖3.3 路由表若sink的移動超出了當前IA的傳感范圍時，sink將重新選擇一個鄰居節(jié)點作為它的新IA，并且發(fā)送新IA的位置信息到PA和原來的老IA，以便數(shù)據(jù)能夠從PA傳送給新IA,然后通過IA發(fā)送到sink，這樣就