山东大学硕士学位论文基于区分服务的无线传感器网络QoS路由研究姓名王朋申请学位级别硕士专业计算机应用技术指导教师柴乔林20080405山东大学硕士学位论文摘要无线传感器网络是由一组传感器以方式构成的无线网络其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖地理区域中感知对象的信息并发送给用户。无线传感器网络具有自身的特点节点能量受限节能性要求高以数据为中心、非端到端的通信模式数据高度冗余节点分布密集的无线多跳传输多用户、多任务的并发操作。现有无线传感器网络研究大都假定基于单一的“尽力而为’’数据传输服务模型。但是随着研究和应用的不断深入不同的业务对网络的服务质量提出了不同的要求。因此要求无线传感器网络能够提供针对不同业务的服务质量保证以满足不同业务的需求成为当前无线传感器网络领域内亟待研究的课题。本文首先提出了一种基于节点剩余能量来选择转发节点的改进的无线传感器网络定向扩散算法。该算法根据传感器节点到节点的跳数信息建立最小跳数场。在建立最小跳数场的过程中每个节点分别用两个数组和保存节点跳数比自己小一和节点跳数比自己大一的邻居节点同时记录邻居节点的剩余能量信息。在转发数据包之前估算转发该数据包所需的能量并和中邻居节点的剩余能量进行比较选择剩余能量足够的邻居节点作为转发节点。转发数据包的同时将自己的剩余能量信息发送给中的邻居节点以便及时更新剩余能量信息。然后在上述算法的基础上针对无线传感器网络中不同等级业务在传输过程中对的不同要求提出了一种适合无线传感器网络中不同业务的区分服务算法一删。在该算法中数据包路由时以参数和剩余节点能量作为路径选择依据采用按业务类型处理的策略既能满足实时数据对的要求又可以保证转发尽力而为数据时整个网络的能耗均衡。最后采用了仿真平台进行仿真仿真结果表明与定向扩散算法相比该算法能降低实时业务的端对端延时在提高网络生存期和提供差别服务方面表现出很好的性能。关键词无线传感器网络最小跳数区分服务Ⅲ忸手手仿真山东大学硕士学位论文曲’’’—沮山东大学硕士学位论文∞肋眦升原创性声明和关于论文使用授权的说明原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名叁髓日期趔堡』关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。保密论文在解密后应遵守此规定论文作者签名圣盟导师签名姒日期鲨竺墨茎山东大学硕士学位论文无线传感器网络简介第一章绪论随着传感器技术、微机电系统、无线通信和现代网络等技术的飞速发展无线传感器网络应运而生。年美国《商业周刊》将无线传感器网络列为世纪最具影响的项技术之一【】。年美国《技术评论》杂志又将其列为未来改变世界的大新兴技术之首【】。无线传感器网络是众多的传感器通过无线通信的方式相互联系处理、传递信息的网络。该网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术可以实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息并对这些信息进行处理传送给所需用户。无线传感器网络在军事、工业、交通、安全、医疗、探测以及家庭和办公环境等很多方面都有着广泛的用途其研究、开发和应用关系到国家安全、经济发展等各个重大方面近年来在国际上引起了广泛的重视和投入。可以预计无线传感器网络的发展和广泛应用将对人们的社会生活和产业变革带来极大的影响和产生巨大的推动。基本结构无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价、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、自组织的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【】。典型结构如图所示【通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。大量传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输在传输过程中监测数据可能被多个节点处理经过多跳后路由到汇聚节点最后通过互联网、卫星或移动通信网络到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理发布监测任务以及收集监测数据。整个网络主要包括以下几部分用户管理节点。它负责从网络中获取所需要的信息同时也可以对网络做出各种各样的指示、操作等传输介质互联网、卫星或移动通信网络。它是用户与传感网络之间的桥梁和纽带。节点汇聚节点。它拥有足够的能量可以将从传感器网络中的能量有限山东大学硕士学位论文的节点上传来的信息转发到传输介质上。传感网络。这是传感器网络的核心。在监测区域中大量