1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究1、選題的背景與意義選題背景隨著微機(jī)電系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、微型傳感器技術(shù)和嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，集數(shù)據(jù)采集、處理及通信功能于一體的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始得到廣泛的研究。網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一，它完成把數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)到目的節(jié)點(diǎn)的功能。無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)是隨機(jī)分布，電池供電，絕大部分的能量消耗是集中在

2、無(wú)線(xiàn)通訊模塊上，約占整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)能量消耗的80%。因此，目前提出的傳感器節(jié)點(diǎn)通訊網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議主要是圍繞著減少能量消耗延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。AOMDV多路徑路由協(xié)議是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)最重要的協(xié)議之一。通過(guò)它可以獲得多條通信路徑并且能夠減少路由發(fā)現(xiàn)延遲，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，能夠顯著節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量和防止瓶頸的產(chǎn)生。LEACH協(xié)議是傳感器中具有負(fù)載均衡的很有用的一種協(xié)議。LEACH協(xié)議以循環(huán)的方式隨機(jī)選擇蔟首節(jié)點(diǎn)，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量負(fù)載平均分配到

3、每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)中，從而達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)能源消耗、提高網(wǎng)絡(luò)整體生存時(shí)間的目的。這兩種協(xié)議的研究對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器路由協(xié)議的改進(jìn)有很大幫助。由于無(wú)線(xiàn)信道的廣播特性，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無(wú)線(xiàn)信號(hào)都可能被其通信范圍的節(jié)點(diǎn)接收到。當(dāng)局部空間范圍內(nèi)有兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送時(shí)，就有可能在接收節(jié)點(diǎn)處發(fā)生信號(hào)疊加，造成沖突，以至于接收節(jié)點(diǎn)無(wú)法正確接收到發(fā)送的信息。有效協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享信道資源，避免沖突發(fā)生時(shí)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一，直接影響著無(wú)線(xiàn)資源的使用效

4、率、網(wǎng)絡(luò)吞吐和時(shí)延等重要性能。所以，媒質(zhì)接入控制（MAC）協(xié)議的研究也是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要課題之一。課題意義無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前信息領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，路由技術(shù)是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)通信層的核心技術(shù)。目前，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的首要目標(biāo)就是能量的高效利用，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議的研究和分析，總結(jié)出優(yōu)化的措施，同時(shí)基于NS2仿真平臺(tái)對(duì)LEACH協(xié)議和AOMDV協(xié)議進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)協(xié)議給予改進(jìn)和優(yōu)化，行仿真驗(yàn)證。(3)MAC

5、層協(xié)議：對(duì)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景分析建立的SMAC協(xié)議理論原型進(jìn)行仿真測(cè)試，依據(jù)仿真后的數(shù)據(jù)，分析其各種能量消耗方式中節(jié)省能耗的方法，比如：空閑偵聽(tīng)、沖突、串音和控制開(kāi)銷(xiāo)。三、研究的方法與技術(shù)路線(xiàn)：1、研究的方法由于本課題的獨(dú)特性加上難度方面的因素，目前所能采用的主要研究方法是理論論證結(jié)合實(shí)驗(yàn)和建模分析的研究方式。對(duì)于MAC層的SMAC協(xié)議主要采用的是理論論證的方式；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議LEACH協(xié)議和AOMDV協(xié)議采用實(shí)驗(yàn)研究和基于模型的方式來(lái)

6、進(jìn)行深入分析。2、技術(shù)路線(xiàn)本課題中所包含的技術(shù)路線(xiàn)主要包括：(1)LEACH協(xié)議的研究和改進(jìn)，在NS2平臺(tái)中搭建LEACH協(xié)議仿真環(huán)境（用C語(yǔ)言添加或修改協(xié)議模塊），并用NS2平臺(tái)建立仿真拓?fù)洌ㄓ肙TCL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)），依據(jù)仿真后的數(shù)據(jù)，分析LEACH協(xié)議的性能（用awk腳本語(yǔ)言編程進(jìn)行分析），并在gnuplot下編程顯示分析結(jié)果。(2)AOMDV協(xié)議的研究與改進(jìn)，在NS2平臺(tái)中搭建AOMDV協(xié)議仿真環(huán)境（用C語(yǔ)言添加或修改協(xié)議模塊），

7、并用NS2平臺(tái)建立仿真拓?fù)洌ㄓ肙TCL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)），依據(jù)仿真后的數(shù)據(jù)，分析AOMDV協(xié)議的性能（用awk腳本語(yǔ)言編程進(jìn)行分析），并在gnuplot下編程顯示分析結(jié)果。(3)SMAC協(xié)議的研究與分析，在NS2平臺(tái)中搭建SMAC協(xié)議仿真環(huán)境（用C語(yǔ)言添加或修改協(xié)議模塊），并用NS2平臺(tái)建立仿真拓?fù)洌ㄓ肙TCL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)），依據(jù)仿真后的數(shù)據(jù)，分析SMAC協(xié)議的性能（用awk腳本語(yǔ)言編程進(jìn)行分析），并在gnuplot下編程顯示分析結(jié)果。四、