基于模糊逻辑的无线传感器网络分簇路由协议的研究

发布时间：2021-08-31 19:50

　　在无线传感器网络体系结构中,网络层路由协议对无线传感器网络的设计起到决定性的作用。路由协议设计的主要目标是减少能量消耗,促进网络负载均衡,从而延长整个网络的生命周期。分簇路由协议通过分布式、自组织的方式成簇,管理簇内成员节点,融合簇内数据,选择合适路径将融合数据发送给基站,可以达到均匀消耗网络节点的能量,从而有效的延长网络的寿命。本文在分析了无线传感器网络的结构、特点、应用及挑战等问题后,对LEACH等主要分簇路由协议进行详细的阐述,并具体比较了各种协议的性能;通过分析LEACH路由协议的运行机制,指出该协议存在随机选举簇头节点,导致节点能量消耗不均衡的缺陷。针对上述问题,本文提出了一种改进的基于模糊逻辑的分簇路由协议（CRPFL）。该协议包括了两个阶段:簇的形成阶段和稳定的数据传输阶段。在簇的形成阶段,基于模糊逻辑的簇头选举算法是该协议设计核心及研究重点。模糊逻辑簇头选举算法的基本原理是:剩余能量和相邻节点的数目是簇头选举最主要的两个因素,通过传感器节点能量区分等级将剩余能量划分为4个等级,通过相邻节点有效数目将相邻节点数目划分为3个等级,根据经验提炼,并结合剩余能量和相邻节点数目等... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究现状与背景
    1.2 无线传感器网络概述
        1.2.1 无线传感器网络的组成结构
        1.2.2 无线传感器网络的应用及特点
        1.2.3 无线传感器网络关注问题及面临挑战
    1.3 本文的组织结构
第二章 无线传感器网络路由协议
    2.1 无线传感器网络路由协议的特点
    2.2 无线传感器网络路由协议的分类
    2.3 平面路由协议
    2.4 分簇路由协议
        2.4.1 LEACH 协议
        2.4.2 LEACH-C 协议
        2.4.3 PEGASIS 协议
        2.4.4 CEFL 协议
        2.4.5 EECH 协议
        2.4.6 各种分簇路由协议的比较
    2.5 两类路由协议的性能比较
    2.6 本章小结
第三章 LEACH 协议运行机制
    3.1 LEACH 协议能量模型
    3.2 LEACH 协议成簇算法
        3.2.1 建立阶段
        3.2.2 稳定阶段
    3.3 簇头选举机制
    3.4 最优成簇数的计算
    3.5 LEACH 协议优缺点
    3.6 本章小结
第四章 基于模糊逻辑的分簇路由协议机制
    4.1 模糊逻辑
        4.1.1 模糊集与模糊逻辑
        4.1.2 模糊逻辑系统
    4.2 CRPFL 协议提出背景
    4.3 CRPFL 协议设计
        4.3.1 簇形成阶段
        4.3.2 数据传输阶段
    4.4 模糊逻辑簇头选举算法
        4.4.1 模糊化
        4.4.2 模糊逻辑规则表
        4.4.3 解模糊化
        4.4.4 最优簇的选举
    4.5 CRPFL 协议的特点
    4.6 本章小结
第五章 CRPFL 仿真实验
    5.1 CRPFL 仿真环境
    5.2 CRPFL 算法的仿真分析
        5.2.1 能量是选举簇头关键因素
        5.2.2 生命周期的对比分析
        5.2.3 整体网络能耗对比
    5.3 本章小结
第六章 结束语
    6.1 工作总结
    6.2 下一步的工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3375511