北京交通大学硕士学位论文一种支持有效域区分的无线传感器网络多径路由机制姓名龚颖莹申请学位级别硕士专业通信与信息系统指导教师张宏科20090601中文摘要中文摘要摘要随着现代微电子技术、无线通信技术、信号处理技术、计算机网络技术等的进步传统的传感器信息获取技术从独立的单一化模式向集成化、微型化进而向智能化、网络化方向发展无线传感器网络成为信息获取最重要和最基本的技术之一。目前无线传感器网络技术已引起工业界和学术界的极大关注成为当前信息领域研究和开发的热点广泛应用于军事、环境监测、医疗护理、交通控制等领域。路由协议是无线传感器网络的重要支撑技术之一路由协议的性能和整个网络的性能密切相关。目前无线传感器网络著名的按需路由协议如、等在完成数据分组从源节点到目的节点转发的同时保证源和目的之间的单路径路由距离最短和能量消耗最优。然而随着无线传感器网络部署规模不断扩大网络能量均衡、转发效率和路由稳定性逐渐成为路由协议设计重点考虑的因素多径路由逐渐成为无线传感器网络研究的热点之一。由于无线传感器网络部署环境复杂在设计多径路由时必须考虑能量空洞、数据拥塞、覆盖盲区以及灾害发生等无效区域本论文首次基于有效域区分设计一种无线传感器网络多径路由协议。论文首先深入研究了当前无线传感器网络典型单路径路由协议和多径路由协议分析当前路由协议设计考虑的因素和特点。然后提出本论文所设计的支持有效域区分的多径路由机制描述了路由协议的设计思路给出了具体的设计方案详细描述了路由选择与转发方法给出了报文格式并通过在相交节点时引入“邻居表交互机制”给出隔离无效区域的方法以及实现有效域区分的多径路由具体方案。随后在北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室自主研发的微型传感路由器上成功实现了该协议并给出了在室内小型网络规模实际环境下的测试结果进行了性能分析与其它同类协议进行了对比。实验结果表明本论文所设计的机制在稳定性、减少能量消耗的不均匀性、以及支持有效域区分等方面具有优势。最后对论文所做工作进行总结并对下一步工作提出改进意见。关键词无线传感器网络多径路由协议有效域无效域邻居表交互机制分类号北京交通人学硕士学位论文——“”独创性声明独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果除了文中特别加以标注和致谢之处外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者躲莩辆参签字吼硼年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名虽颖茔导师签字日期∞年一月日签字日期如年月日娓致谢本论文的工作是在我的导师张宏科教授的悉心指导下完成的张宏科教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来张宏科老师对我的关心和指导。高德云副教授悉心指导我完成了实验室的科研工作以及论文工作在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助在此向高德云老师表示衷心的谢意。周华春、秦雅娟副教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间牛延超、梁露露、杜鹏、彭东、郑涛、方然、田洪强等同学对我论文中的路由协议研究工作给予了热情帮助在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的家人和朋友他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。绪论本章介绍无线传感器网络及其路由协议的研究背景国内外目前的发展状况选题意义与目的并概括了论文的主要内容及结构。研究背景微电子技术、计算机技术和无线通信等技术的进步推动了低功耗多功能传感器节点的朝着微型化、多功能化发展使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络就是由部署在监测区域内的大量微型传感器节点组成通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息‘并发送给观察者【。无线传感器网络模型如图—所示。人们可以通过传感器网缰苯痈兄凸凼澜绱佣蟮乩┱瓜钟型绲墓δ芎腿死嗳鲜妒澜绲哪芰ΑＷ浴笕加奈尴叽衅靼⒙缒Ｐ臀尴叽衅魍缇哂惺止憷挠τ们熬白钤缬τ糜诰铝煊蛟谄渌煊蛳窆づ┮怠⒊鞘泄芾怼⑸镆搅啤⒒肪臣嗖狻⑶老站仍帧⑽Ｏ涨蛟冻炭刂频榷加芯薮蟮挠τ眉壑悼凇俊Ｖ拿拦渡桃抵芸吩げ夂推渌钚畔⒓际踅嵩诓辉兜奈蠢聪破鹦碌牟道顺狈怯缘募际跗缆邸芬步杏诟谋湮