基于多目标优化的无线传感器网络路由协议研究-论文剖析

无线传感器网络节点多目标安全优化部署

信息安全• Information Security210 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】无线传感器网络节点优化部署1 无线传感器网络多节点目标安全优化部署相关模型1.1 网络优化部署模型无线传感器网络中，假设在二维平面T 区域部署中，随机部署N 个感知半径Rs 与通信半径Rc 相同的无线传感器网络节点（下文简称节点）。

其节点集是S={S 1，S 2，S 3，…，S N },在此其中，节点Si 的坐标位置可表述为（x Si ，y Si ）。

1.2 多目标节点数学安全优化部署模型无线传感器网络中，可将多目标组合优化问题视为一组参数决策变量到另一组目标的映射过程。

对于多目标节点安全优化部署问题，网络安全性的提高是值得深入考量的问题，同时确保网络覆盖率得到提升。

所以，应用多目标优化策略，基于安全性与覆盖率考虑，设计两个目标函数。

此种情况下，基于安全连通度，为多目标节点构建数学优化部署模型，具体如下所示：Max y=f(x)=(f 1(x)，f 2(x))s ．t ．为：在上述公式中，X=（x S1，y S1，x S2，y S2，…，x SN ，y SN ）表示2N 维的决策变量，而y 则表示2维目标向量；而f 1(x)与f 2(x)分别表示节点安全连通度与网络覆盖率等相关目标函数；i ∈［1，N ］，j ∈［1，N ］，i ≠j ，满足d(S i ，S j )≤Rc 条件，是节点全连通约束力，其中d(S i ，S j )是节点Si 与Sj 间的欧氏距离；而d(S i ，S'i )≤d th 表示节点移动能耗约束力，d(S i ，S'i )是节点优化后及其初始位置间的距离，在此过程中，d th 是节点移动最大范围值。

无线传感器网络节点多目标安全优化部署文/张倩目前，随着社会经济的快速发展，无线传感器网络节点运行中，优化部署方案中，对网络节点位置移动引起节点间共享密钥破坏安全通信链路等问题考虑的不够周全。

无线传感器网络路由协议安全研究

总第２１７期
计算机与数字工程
Ｃｏｕｅｍｐｔｒ＆ＤｉｉｌＥｇｎｅｉｇｇｔｎｉｅｒｎａ
Ｖｏ．０Ｎｏ５１４．
７２
பைடு நூலகம்
２１第５期０２年
无线传感器网络路由协议安全研究
严斌宇白林林苟
成都
旭
６０６）１０５
ＣｌｓｍｂｒＴＰ３３ａｓＮｕｏ９
１引言
目前国内外学者提出的无线传感器网络（ｒｌｓＷｉｅｓｅ
ＳｎｏｔｒｓＷＳ）由协议主要是针对ＷＳ的特ｅｓｒｗｏｋ，Ｎｓ路ＮｅＮｓ点和网络应用环境而优化设计的，些路由协议最初的设这
Ｋｏｏｄｓｗｉｅｅｓｓｎｓｒｎｅｗｏｋ，ｒｕｉｇｐｏｏｏｌｅｕｒｔｈｅｔ，ｓｃｒｔｏｔｎｙＷｒｒｌｓｅｏｔｒｓｏｔｎｒｔｃ，ｓｃｉｔｒａｓｅｕｉｙｒｕｉｇｙ
２１年第５０２期
表１路由协议的安全威胁路由协议安全威胁
计算机与数字工程
７３
在一定程度上克服泛洪的缺点。其基本思想是：过节点通
间的协商制度和自适应机制，决泛洪法中存在的内爆和解部分重叠问题。ＳＩ协议采用三次握手协议来实现数据ＰＮ的交互，议运行过程中有三种数据报文：ＤＶ、Ｅ和协ＡＲＱ、

无线传感器网络的路由协议设计与优化

无线传感器网络的路由协议设计与优化随着科技的不断进步，无线传感器网络的应用也得到了越来越广泛的应用，例如环境监测、能源管理、安全监测等领域。

因为无线传感器节点具有无线通信、自主性和智能化等特点，可以在复杂、动态和恶劣的环境中完成数据采集和传输。

但是，由于无线传感器节点不具备很强的计算能力和电力，因此设计一种高效的路由协议对于无线传感器网络的性能提升非常重要。

本文将探讨无线传感器网络的路由协议设计和优化。

一、无线传感器网络的路由协议分类在无线传感器网络中，路由协议是传感器节点之间数据传输的关键。

目前常见的无线传感器网络路由协议主要有以下几种类型：1. 基于跳数的路由协议：该路由协议常用于较小的无线传感器网络中，通过指定最短距离的方式将数据传输到目标节点，跳数末尾的节点即为目标节点，但这种协议容易受到动态环境的影响。

2. 基于质量的路由协议：该路由协议根据传感器节点之间信号的强度、质量和耗能等信息进行路径选择，在信号强度较低、干扰较严重的环境中表现出更好的性能。

3. 基于地理位置的路由协议：该路由协议通过传感器节点的位置信息，根据距离和几何形状选择最优路径，可以降低路由开销，并且易于实现。

二、无线传感器网络的路由协议优化为了提升无线传感器网络的性能，需要对路由协议进行优化。

下面列举了一些可行的优化策略：1. 简化路由协议：一些比较复杂的路由协议可能会使传感器节点的计算负载过重，这会导致路由延迟和能源消耗的增加。

因此，可以将协议简化，简化路由计算量，提高路由效率。

2. 优化路由协议算法：在路由协议设计过程中，可以采用一些高效的算法，如Dijkstra、A*和Ant Colony等算法优化路由协议算法，提升网络性能。

3. 均衡路由开销：如果一些节点的负载较高，则可能会导致能源消耗和延迟增加。

因此，在设计路由协议时，需要将负载均衡考虑进去，确保节点负载均衡，提高网络性能。

4. 路由选择干扰较低的路径：在信号干扰相对较高的环境中，选择干扰较低的路径可以降低数据传输误码率，从而提高无线传感器网络的性能。

无线传感器网络路由协议分析

南京邮电大学硕士研究生学位论文术语表术语表Adaptive Threshold sensitive Energy APTEEN 自适应敏感阀值节能型传感网络协议CDMA码分多址Code Division Multiple AccessCSMA 载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple AccessDD 定向扩散Directed DiffusionGEAR 地理和能量感知路由Geographic and Energy Routing LEACH 低功耗自适应分簇协议介质访问控制Media Access ControlMCU 微控制单元Micro-Controller UnitPEGASIS Po-Efficient Gathering in SensorInformation System服务质量Quality of Service信息协商传感协议Sensor Protocol for Information viaNegotiationTCP 传输控制协议Transfer Control ProtocolTDMA 时分多址Time Division Multiple AccessTEEN 敏感阀值节能型传感网络协议Threshold sensitive Energy Efficient sensorNetwork protocol用户数据包协议User Datagram ProtocolWSN 无线传感器网络Wireless Sensor Network南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它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。

无线传感器网络的路由算法研究

无线传感器网络的路由算法研究1.引言无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）由众多具有感知、处理、通信能力的节点组成，可以使用一些预处理技术对节点所感知到的信息进行处理，将数据传送至基站或中继节点，然后提供给用户。

由于节点之间的距离很近，因此WSN具有较高的可靠性和高度的自组织性，同时还具有良好的环境适应性和扩展性。

在无线传感器网络中，路由算法是节点间通信和数据传输的关键，能够直接影响到整个网络的性能。

因此，本文将从以下几个方面阐述无线传感器网络中的路由算法研究。

2.WSN路由算法的概述无线传感器网络中的路由算法包括平面路由、分层路由及基于密集子图的路由等。

平面路由仅在一个平面上进行数据传输，具有简单性高和低延迟等特点。

但由于节点数量的增加，所需通信距离加大，这种算法的拓扑结构不再是平面的，因此平面路由的使用受到限制。

分层路由将节点分层，为每一层节点选择一组通信路径，通过尽量避免要传输的绝对路径的组合数量来提高其质量。

这种算法具有低成本、高效和高度自组织性等优点，但也存在着时延较大、能量消耗较多以及可扩展性差等缺点。

密集子图基础路由算法是一类新型的路由算法，其特点是利用区域中密集子图之间的拓扑关系来实现数据传输，具有成本低、通信时延短、能耗小等优点，但也存在着传输距离较短、网络容量受限等问题。

3.典型的WSN路由算法AODV (Ad-hoc On-demand Distance Vector)，是一种基于距离向量路由算法的路由协议，通过网络中的节点维护着相互之间到目标节点的路由路径信息来查找路由，路由更新的决策基于当前网络拓扑和传输性能的变化，是一种基于反应的路由算法。

LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种分层式路由协议，使用动态聚类技术将WSN中的节点按照簇的方式分成不同的层次结构，并在每一个簇中选择一个簇头以负责聚合本簇中所有节点所上传数据并向基站进行传输，LEACH能有效地降低网络中节点的能耗，保证了整个网络的稳定性以及延长了网络的寿命。

无线传感器网络中的多路径路由协议的研究

无线传感器网络中的多路径路由协议的研究无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）作为一种新兴的网络形式，被广泛应用于各个领域，如环境监测、智能交通、智能家居等等。

由于节点间距离较远、节点能量有限、节点密度较大等特点，WSN的路由协议设计成为一项极具挑战性的任务。

而多路径路由协议作为一种解决节点间能量消耗不均、路由可靠性差的问题，成为WSN路由协议研究的热门方向。

本文将介绍无线传感器网络中多路径路由协议的研究进展及存在的问题。

一、多路径路由协议的概念及分类多路径路由协议是指通过利用多条路径从源节点到目标节点的传输，以提高网络性能、降低传输时延与错误率等问题的解决方案。

根据路由协议的不同特点，可将其划分为三类：基于混沌的多路径路由协议、基于动态路由的多路径路由协议、基于负载均衡的多路径路由协议。

其中，基于混沌理论的多路径路由协议是利用混沌性质的多条路径路由协议。

该协议快速收敛且能够抵抗攻击，但其存在路由选择困难以及漏洞等问题。

基于动态路由的多路径路由协议则是通过在网络中选出多个途径，使得数据流能够在这些途径之间传输。

该协议具有快速适应网络环境、路由计算较为简单等特点，但存在路由优化不足、负载不均衡等问题。

基于负载均衡的多路径路由协议主要是为了保证网络的稳定性以及负载均衡，该协议能够有效地提高网络的传输性能、增强网络的适应能力以及灵活性，但在节点能量消耗方面仍需要更好的优化。

二、多路径路由协议的研究现状在WSN多路径路由协议的研究中，学者们主要从以下几方面进行了深入探究：1、路由选择问题在WSN网络中，由于节点能量消耗不均、节点密度不一致等因素的影响，导致节点与节点间的路由选择存在较大差异，从而影响网络的整体性能，进而影响数据传输的可靠性。

针对这一问题，研究者开发出了许多基于能量消耗均衡的路由选择机制，如LEACH、SEP、EECR等算法，能够有效提高网络的稳定性，提高网络的传输效率。

无线传感器网络安全路由协议的研究

（ｏｌｇｆＣｍｐｔｒａｄＩｆｒａｉｎＥｇｎｅｉｇ，ＨｏａｎｖｒｉＣｌｅｏｕｅｎｎｏｍｔｎｉｅｒｎｅｏｏｈｉｉｅｓｙ，ＣａｇｈｕＪａｇｕ２３２，ｈｎ）Ｕｔｈｎｚｏｉｎｓ１０２Ｃｉａ
ＡｂｔａｔＡｔｐｅｅｔｓｒｃ：ｒｓｎ，ｍｏｔｒｕｉｇｐｏｏｏｓｉｉｌｓｅｓｒｎｔｒｓｔｋｈｕｖｖｌｉｆｎｔｒｓｏｔｎｒｔｃｌｗｒｅｓｓｎｏｅｗｏｋａｅｔｅｓｒｉａｍｅｏｅｗｏｋｎｅｔａｈｉｄｓｇａｇｔｎｏｔｔｋｅｕｉｙｉｔｏｓｄｒｔｏ．Ｔｈａｅｎｌｚｓｓｖｒｌｌｓｅｆａ— ｓｔｅｒｅｉｎｔｒｅ，ａｄｄｎ’ ａｅｓｃｒｔｏｃｎｉｅａｉｎｎｅｐｐｒａａｙｅｅｅａａｓｓｏｔｃｔｃｓａａｎｔｗｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋ，ｍａｅｅｅｒｈｏｈｅｕｉｙｏａｋｇｉｓｒｌｓｅｓｒｎｔｒｓｋｓａｒｓａｃｎｔｅｓｃｒｔｆＬＥＡＣＨｎｒｐｓｓａａｄｐｏｏｅｎｉｍ—
ＥＥＡＣＣ：１０Ｐ６５
无线传感器网络安全路由协议的研究
吴迪，钢，胡倪刚，李威，张卓
（河海大学常州校区计算机及信息工程学院，江苏常州２３２）１０２
摘要：目前无线传感器网络路由协议的研究多以网络生存时间为目标，缺乏对路由安全的考虑。分析了无线传感器网络

无线传感器网络的拓扑优化研究

无线传感器网络的拓扑优化研究在当今科技飞速发展的时代，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经成为了一个备受关注的研究领域。

无线传感器网络由大量分布在监测区域内的传感器节点组成，这些节点通过无线通信方式相互连接，协同工作，实现对目标区域的监测和数据采集。

然而，要确保无线传感器网络的高效运行，拓扑优化是一个至关重要的问题。

无线传感器网络的拓扑结构直接影响着网络的性能，包括能耗、通信效率、覆盖范围、可靠性等。

一个良好的拓扑结构能够有效地降低网络能耗，延长网络的生命周期，提高数据传输的可靠性和效率。

首先，我们来了解一下无线传感器网络的基本特点。

传感器节点通常具有体积小、能量有限、计算和存储能力较弱等特点。

由于这些限制，节点的能耗成为了一个关键问题。

在网络运行过程中，数据传输、处理和通信都需要消耗能量，因此优化拓扑结构以降低能耗是首要任务。

能耗问题是无线传感器网络拓扑优化中的核心关注点。

传感器节点的能量主要消耗在数据传输上，传输距离越远，能耗越大。

因此，通过合理的拓扑结构设计，减少节点之间的通信距离，可以有效地降低能耗。

例如，采用聚类的拓扑结构，将网络中的节点划分为不同的簇，每个簇内选举一个簇头节点负责与其他簇头或汇聚节点进行通信，从而减少了普通节点的通信能耗。

通信效率也是拓扑优化需要考虑的重要因素。

一个高效的拓扑结构能够减少数据传输的延迟和丢包率，提高网络的吞吐量。

在设计拓扑结构时，需要考虑节点的分布、通信链路的质量以及网络的负载均衡等问题。

通过优化路由算法，选择最优的通信路径，可以提高通信效率。

覆盖范围是衡量无线传感器网络性能的另一个重要指标。

要确保网络能够对监测区域进行全面、有效的覆盖，同时避免节点的冗余部署。

通过合理的拓扑控制，可以调整节点的工作状态和发射功率，实现覆盖范围的优化。

可靠性也是不容忽视的方面。

在一些关键应用场景中，如环境监测、医疗监护等，网络的可靠性至关重要。

无线传感器网络中的多跳路由协议优化

无线传感器网络中的多跳路由协议优化无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是由大量分布式无线传感器节点组成的一种网络系统。

这些传感器节点通过无线通信来收集、处理和传输环境中的信息。

多跳路由协议作为无线传感器网络中的关键组成部分，起着将数据从源节点传输到目的节点的重要作用。

优化多跳路由协议可以提高网络的性能和效率，同时减少能源消耗，延长网络的工作寿命。

多跳路由协议是无线传感器网络中的关键技术之一，它决定着数据在网络中的传输路径。

在无线传感器网络中，每个节点都具有有限的能源和计算能力。

因此，设计高效的多跳路由协议是非常重要的。

针对无线传感器网络中的多跳路由协议，存在以下几个优化方面：1. 路由选择算法的优化多跳路由协议中的路由选择算法直接影响到网络的性能和效率。

传统的路由选择算法通常采用最短路径优先或者最小耗能路径等方式进行选择。

然而，这些算法可能会导致成为拥塞节点的性能下降，同时也无法有效地应对动态网络环境的变化。

因此，需要设计新的路由选择算法来优化多跳路由协议。

随着深度学习和人工智能技术的快速发展，可以尝试将这些技术引入到多跳路由协议中，提高路由选择的准确性和适应性。

2. 路由信息的更新和分发机制的优化在无线传感器网络中，节点之间的连接可能会动态变化，节点可能会进入休眠状态或者由于能源耗尽而离线。

因此，多跳路由协议需要有有效的机制来更新和分发路由信息。

传统的路由信息更新和分发机制采用周期性更新或者事件驱动的方式，这种方式可能导致能源的浪费和网络的延迟。

因此，需要优化路由信息的更新和分发机制，例如通过网络编码、压缩等方式减少信息传输的开销。

3. 能量均衡和链路稳定性的优化在无线传感器网络中，能量是一个非常宝贵的资源。

由于传感器节点的能源是有限的，不同节点之间的能量消耗可能会存在不平衡。

因此，优化多跳路由协议需要考虑能量均衡问题，避免某些节点过早耗尽能源而影响整个网络的工作寿命。

物联网中的无线传感器网络路由优化研究

物联网中的无线传感器网络路由优化研究随着物联网技术的迅猛发展，无线传感器网络在各个领域的应用越来越广泛。

然而，由于无线传感器节点资源有限，以及网络拓扑变化频繁等原因，如何有效地优化无线传感器网络的路由成为一个重要的研究问题。

一、无线传感器网络的特点无线传感器网络由大量的无线传感器节点组成，这些节点分布在特定的区域中。

这些节点能够感知环境中的各种信息，并通过无线通信将这些信息传输到目标地点。

无线传感器网络具有以下几个特点：1. 自组织：无线传感器网络中的节点可以自动地组织成网络，无需人为干预。

节点之间通过无线通信协作完成数据传输任务。

2. 节点资源有限：无线传感器节点通常由电池供电，节点的能量、存储和计算能力都有限。

因此，在设计无线传感器网络路由时，需要考虑到节点资源的限制。

3. 网络拓扑动态变化：无线传感器网络中的节点通常是动态的，网络拓扑通过节点的移动而不断变化。

这对路由算法的设计提出了更高的要求。

二、无线传感器网络路由优化的意义无线传感器网络路由优化的目标是通过合理地选择传输路径，最大限度地节省能量、降低延迟，并保证网络的可靠性和稳定性。

路由优化可以提高网络的性能，延长节点寿命，并提高网络的适应性和扩展性。

三、无线传感器网络中的传统路由协议在无线传感器网络中，常用的传统路由协议有以下几种：1. LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：这是一种基于分簇的路由协议，将传感器节点划分为若干簇，每个簇由一个簇头节点负责，通过簇头节点将数据传输到基站。

2. AODV（Ad-hoc On Demand Distance Vector）：这是一种基于距离向量的路由协议，通过维护路由表和请求-应答的方式实现数据传输。

3. DSR（Dynamic Source Routing）：这是一种基于源路由的路由协议，数据包中包含完整的传输路径信息，通过多跳方式将数据传输到目标地点。

无线传感器网络通信协议分析论文

无线传感器网络通信协议的分析中图分类号：tn711 文献标识码：a 文章编号：【摘要】微机电系统、处理器、无线通信及存储技术的进步促进了无线传感器网络的飞速发展,使得无线传感器网络成为一种全新的信息获取和处理技术。

在对其网络特点进行分析的基础上,介绍了无线传感器网络的通信体系、中间件和应用系统三大层次的概念和特点, 并概述了无线传感器网络及其媒介访问控制协议、路由协议、传输层协议等通信体系的热点问题研究现状及展望。

关键词：无线传感器网络；体系结构；通信体系；mac协议；路由协议；传输层协议无线传感器网络是由大量无处不在的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点构成的自组织分布式网络系统, 是能根据环境自主完成指定任务的“智能”系统, 是一项涉及多门前沿学科发展的综合性技术。

mems 将多种传感器集成为一体, 制造小型化、低成本、多功能的传感器节点; 大量的mems 传感器节点只有通过低功耗的无线通信技术联成网络才能够发挥其整体和综合作用; 具有群体智能的自主自治系统的行为实现和控制是自动控制和人工智能领域的前沿研究内容。

1、体系结构无线传感器网络与移动专用网络( mobile adho c netw ork, manet ) 相比, 具有节点数量多、分布密集, 通信采用广播方式, 拓扑结构变化频繁, 能量、计算和存储能力有限, 没有统一的标识等特点。

这对无线传感器网络在设计上提出了新的要求和挑战, 即资源受限、可扩展性、容错性、自组织、实时性和安全性等。

其中, 资源受限, 尤其是能量有限是无线传感器网络的一个重要特征。

由于传感器节点多采用电池供电, 而且一旦部署就无人值守, 更换电池成本过大, 在设计无线传感器网络时,必须尽可能采用低功耗的器件、节能的协议算法和管理策略, 以便减少传感器节点的能耗, 延长整个网络的寿命。

组网与通信是通信体系的主要功能, 这一层包括开放系统互联osi 七层模型中的物理层, 数据链路层, 网络层和传输层。

无线传感器网络中的路由协议与拓扑控制研究

无线传感器网络中的路由协议与拓扑控制研究无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）是信息技术与传感器技术相结合的产物，被广泛应用于环境监测、智能农业、智能交通等领域。

在WSN中，节点间的通信是通过路由协议和拓扑控制来完成的。

路由协议用于确定数据的传输路径，拓扑控制则决定节点间的连接关系。

本文将探讨WSN中的路由协议与拓扑控制的研究进展和相关问题。

一、路由协议路由协议是WSN中最关键的技术之一，它决定了数据在网络中的传输路径。

常见的路由协议有多跳协议和基于地理位置的协议。

多跳协议是一种通过多跳传输数据的协议，它适用于网络中节点密集、能量消耗均匀的场景。

其中，最常用的是LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议。

LEACH协议以集群为基本单位，将网络划分为多个簇，每个簇选举出一个簇头节点来负责数据传输。

这样能够减少网络中节点的能量消耗，延长网络寿命。

然而，多跳协议的问题在于网络的吞吐量较低，在网络规模较大时会出现网络拥塞和延迟较高的情况。

基于地理位置的协议则是根据节点的地理位置信息来确定数据的传输路径。

其中，最典型的是GPSR（Geographic and Energy Aware Routing）协议。

GPSR协议利用节点的GPS定位信息来构建网络拓扑，通过选择距离目标节点更近的节点进行数据传输，降低能量消耗，提高网络的吞吐量和时延性能。

然而，基于地理位置的协议对于节点位置信息的准确性和网络规模的扩展性有一定的要求，也容易受到地理环境的影响。

二、拓扑控制拓扑控制是指在WSN中对节点之间的连接关系进行调整和优化，以提高网络的可靠性和性能。

常见的拓扑控制技术有链路估计和拓扑修复。

链路估计技术通过对节点间通信链路的质量进行评估和预测，根据链路质量对节点进行选择和排列。

其中，ETX（Expected Transmission Count）是一种常用的链路估计指标，用于评估节点间的信号强度、干扰和误码率等参数，从而选择可靠的链路进行数据传输。

无线传感器网络路由协议GEAR的研究与改进

（）点Ｎ为每一个邻居节点分配一个概率值，（，一３节ＰＮ）
ＧＡＲ算法以数据为中心，点无需建立全局标识，转发分组时Ｅ节在采用了局部最优的算法，综合考虑邻居节点地理位置与剩余能量，选择开销最小的节点作为下一跳，具有很好的数据传输保证、网络可扩展性和鲁棒性。但仍然存在以下不足：（）１节点间信号干扰和能耗问题。中间节点转发查询消息时，采用
省宝贵的电能。
的情况，而节省了能耗。本文借鉴该思想，从对面临路由空洞的节点重新设定代价。针对上述ＧＡ协议流量负载不平衡问题，ＥＲ我们提出了一种基于多路径的ＧＡＲ协议 —— Ｂ — ＥＲ（ＢｓｄｏｌｐｅＤｔＥＲ）ＥＭＰＧＡ（ａｅｎｍｕｔｌａＧＡｉｈ协议。３改进的Ｂ — ＡＲ协议．ＭＰＧＥＢ — ＥＲ协议同样包括查询消息转发到目标区域的路由建立ＭＰＧＡ和在目标区域内传播两个阶段。第一阶段：查询消息转发到目标区域的路由建立。（）ｉｋ点广播ｉｔｅｔ１ｓ节ｎｎｅｓ兴趣）接收到ｉｔｒｓ的节点Ｎ需要将查ｒ（，ｎｅｅｔ询消息包Ｐ转发到目标区域Ｒ，中心区域是Ｄ。Ｎ依据下列公式３１Ｒ的 — 着手计算节点Ｎ到邻居节点Ｎ（，ＧＶ，（） ∈ （）ＧＶ是其邻居节点中比该节Ｎ点到目标区域距离近的所有节点组成的集合）的估计代价。
在无线传感器网络中，网络层路由协议是影响传感器网络能量消耗的关键因素。常见的无线传感器网络协议有：ＥＣＬＡＨ协议体系、Ｆｏｄｎ（ｌｏｉｇ洪泛）议、ＰＮ协议、ｒｃｅｆｓｎ由协议、Ｅ协ＳＩＤｉｔｄＤｉｕｉ路ｅｆｏＧＡＲ路南协议等，每种路由协议都有各自的特点，难确定哪种协议最为优越。很但在众多的路南协议中，许多研究学者认为地理位置路由是解决能量和处理资源严重受限的ＷＳＮ网络的最有效方案之一。与一般的平面路由协议和层次路由协议相比，地理位置路由协议有一个显著的特点：节点能够通过使用ＧＳＧｏａＰｓｉｎｎｙｔｍ）Ｐ（ｌｂｌｏｉｏｉｇＳｓ或者其他类似定位方ｔｅ法来获得自身位置信息，并且可以通过周期性地广播Ｈｌ包，自己ｅｏ将ｌ的当前状态、准确的地理位置告知其通信半径内的邻居节点。在该类路由协议中，由建立仅通过一跳通信范围节点信息就可以完成，路节点间的信息传输也只需知道目的节点的位置信息和下一跳节点的地理位置就可以实现，而不需要其他的拓扑信息。这种以节点位置信息构建网络拓扑图的路由是一种优化的路由，可以提高系统性能和安全性，节

无线传感器网络路由协议的研究

属性基于台询
地理位置可靠路由
（）ＷＮ一个以数据为中心（ａａＣｎｒｃ的网络。４Ｓ是Ｄｔｅｔｉ）
Ｆｏｄｎｌｏｉｇ
ＳＩＰＮ √
ＤＤ √
ＬＡＨＥＣ
ＰＧＳＳＥＡＩ
ＴＥＥＮ √
ｇａｅｒ √
．
３１．
维普资讯
１典型路由算法．
（）泛洪法（Ｉｏｉｇ１Ｆｏｄｎ）
ＬＡＨＥＣ算法是麻省理工学院（Ｉ）的Ｃａｄａａａ等人ＭＴｈｎｒｋｓｎ提出的。协议以周期循环的方式随机选择簇首节点，将整个网络的能量负载平均分配到每个传感器节点中。算法中使用了 “ （ｏｎ）轮ｒｕｄ ”的概念，每轮可以分为两个阶段：簇的建立阶段和传输数据的稳定阶段。簇首节点采用时分多址（ＤＡＴＭ）的方法为簇中每个节点分配传送数据的时间片，减少本簇内节点间数据传输的冲突；各簇间又采用码分多址
【关键词】无线传感器网络；路由协议；传感器节点；汇聚节点【中图分类号】Ｔ３３Ｐ９【文献标识码】Ａ【文章编号】１０－１１２０）１０３ — ３０８１５（０８０ — ０１０
（）引言一
微电子技术、计算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的迅猛发展，使它们在微小体积内能够集成传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术、分布式信息处理技术、微电子制造技术和软件编程技术等多种功能。

无线传感器网络的路由协议研究与分析

一
场革命，２世纪最重要的技术之一 …。是ｌ
尽管目前关于无线传感器网络的特点、应用等的综述类文

章已经很多，但是本文在以下几个方面区别于以往文章。首先是将重点放在网络层的路由协议上，而并非对整个无线传感器网络进行介绍；其次是在介绍传感器网络协议栈及其特点的基础上，点阐述了目前提出的几种典型的传感器网络路由机重制，并对这些路由协议的优点和不足进行了对比，而为使用从传感器网络的用户选择何种路由协议提出了依据，并为今后路由协议的优化及发展新型路由协议做了铺垫。
ｓｉｂｅｐｏｏｏｒｔｅｒａｐｉａｉｎ．Ａｔｌｓ．ｓｖｒｌｆｔｒｐｎｉｓｅｆｈｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋｒｕｒａｄｕｔｌｒｔｃｌｆｉｐｌｔｓａｏｈｃｏａｔｅｅａｕｕｅｏｅｆｈｓｏｅｗｉｅｓｓｎｏｅｗｒｓａｅｐｔｆｗｒ．ｉｔｅｏＫｅｒｓＷｉｅｅｓＳｎｏｔｒｓＲｕｉｇＰｏｏｏ；Ｓｎ；Ｓｎｏｄｙｗｏｄ：ｒｌｓｅｓｒＮｅｗｏｋ；ｏｔｒｔｃｌｉｋｎｅｓｒＮｏｅ
ａｌａｏｔｓｓａｄｃｍｐｒｓｗｉｈｅｒｓｎａｉｅｒｕｉｇｐｏｏｏｓｏｓｗｅｌｓｃｎｒｔｎｏａｅｔｔｅｒｐｅｅｔｔｔｒｔｃｌ．Ｓ．ｗａｏｓｍｅｒｓａｃｎｄｐｈ，ｓｃｓａｈｖｏｎｅｃｎｄｏｅｅｒｈｉ－ｅｔｕｈａ

无线传感器网络路由协议的研究毕业论文

Keywords：wireless sensor network,energy sensor routingprotocol,
energy multiplex paths routing theory
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
1.1
近年来，微处理器和无线通信技术的不断进步产生了能够进行局部信息处理和无线通信的分布式设备，这种体积小、价格低廉且低能耗的节点被称作传感器节点。每个传感器节点仅能进行有限的信息处理，但是大量节点相互协作就可以详细观测一个给定的物理环境。大量这样的传感器节点通过无线通信技术自组织构成了无线传感器网络。无线媒介可以是红外设备或者无线电等。与传统的网络不同，无线传感器网络是依靠密集的散布以与相互协作来完成它们的任务。
1.低能耗。低能耗的要求基于两种原因:一是由于传感器节点的体积小，因此能量供给有限;二是由于传感器网络的工作环境往往难以更新电池或因更新代价大而不可操作。节点的能耗大小对无线传感器网络的生存时间具有重大影响，是其核心优化目标之一。
2.可扩展。由于传感器节点可能非常多，因而要求其应用的各项技术能有效用于大规模网络。
无线传感器网络是从传感器网络开始的，传感器网络经历了如图1-1所示的发展历程。第一代传感器网络出现在20世纪70年代。使用具备简单信息信号获取能力的传统传感器，采用点对点传输、连接传感控制器构成传感器网络；第二代传感器网络，具备获取多种信息信号的综合能力，采用串，并接口(如Rs-232、RS-485)和传感控制器相联，构成有综合多种信息的传感器网络；第三代传感器网络出现在20世纪90年代后期和本世纪初，用具备智能获取多种信息信号的传感器，采用现场总线连接传感控制器，构成局域网络，成为智能化传感器网络；第四代传感器网络正在研究研发，现在成形并大量投入使用的产品还没有出现．用大量的具备多功能多信息信号获取能力的传感器，采用自组织无线接入网络，和传感器网络控制器连接，构成无线传感器网络。本文所介绍的无线传感器网络就是指第四代传感器网络。

无线传感器网络中数据传输协议的优化设计

无线传感器网络中数据传输协议的优化设计一、引言无线传感器网络是一种由许多小型传感器节点组成的分布式系统，可以用于监测和控制环境变量。

数据传输协议是网络中极其重要的一部分，因为它决定了网络中数据的传输方式和效率。

随着传感器网络的规模不断扩大，传输协议的性能优化变得更加关键。

本文将介绍无线传感器网络中数据传输协议的优化设计。

二、无线传感器网络中数据传输协议的介绍数据传输协议是计算机网络中非常重要的一部分，它决定了网络中数据的传输方式和效率。

在无线传感器网络中，数据传输协议的设计要考虑网络中节点数量庞大、节点部署环境复杂、节点能量有限等因素。

因此，无线传感器网络中数据传输协议的设计需要满足以下要求：1.高效性：无线传感器网络中数据传输协议要具有高效的数据传输能力，能够在节点间快速传输数据。

2.低能耗：无线传感器网络中节点的能量有限，因此数据传输协议要尽可能地降低节点的能耗，延长节点的寿命。

3.可靠性：无线传感器网络中节点环境变化频繁，节点有可能会出现失效，所以数据传输协议要具有高可靠性，能够在一定程度上保证数据传输的可靠性。

三、无线传感器网络中数据传输协议的优化设计1.路由协议的优化路由协议是无线传感器网络中最基本的协议之一，它决定了传感器网络中数据传输的路径。

因此，路由协议的性能对整个网络的性能有着非常重要的影响。

在无线传感器网络中，路由协议要考虑到网络中节点数量庞大、节点部署环境复杂、节点能量有限等因素。

为了更好地解决这些问题，可以优化路由协议的设计，例如：（1）利用多路径路由协议：多路径路由协议可以同时使用多条路径传输数据，避免单一故障点而导致的数据传输停滞。

在传输数据时，多路径路由协议可以根据当前网络的状态来选择传输路径，从而使得数据传输更加高效可靠。

（2）选择能耗较低的节点为路由节点：无线传感器网络中节点的能量有限，因此在选择路由节点时，应该优先选择能耗较低的节点作为路由节点，这样可以减少节点能耗，延长节点寿命。

基于遗传算法的无线传感器网络覆盖问题的多目标优化

（Ｍ
＝
在建立无线传感器网络时，网络覆盖是无线传感器网络
的—个基本问题，即如何部署传感器节点，网络覆盖有尽可使能大的范围．用户总是希望网络探测的数据越详尽、越精确越好，可以说，覆盖问题是网络提供监测和目标跟踪服务质量的种度量，，因此尽可能提高覆盖度是—个要优化的目标；然而
普遍，目标相互制约，很多只有综合权衡，利用有效的优化方
法，才能得到理想的解决．
１问题模型
假设监测区域Ｄ为二维平面，总面积为．该区域被离ｓ，散化为ｍ×ｎ个单元格，每个单元格的面积为１ｍ×ｎ个单，元格的位置分别为：００，０１，，ｍ一１ｎ一）（（，）（，） … （，２，ｍ一
一
）＝１（－＋（，） ≤ｒ；，ｘｘ））一２
（）１
如果—个单元格（Ｙ到传感器节点ｃ的距离不大于节，）点的感知半径ｒ则认为该单元格（，），，被节点覆盖，，并且Ｐ｛｝一Ｐ｛＝１埘（Ｙｃ）ｅ－１ｅ｝一Ｐ，，．（）２
无线传感器网络（Ｎ）由众多具有通信和计算能ＷＳ是力的传感器节点，以多跳通信、自组织方式形成的网络，在
军事和民用方面都有广阔的应用领域，例如战场监控、目标
跟踪、环境监测和智能家居等．传感器节点由电池供电，其电源能量有限，由于传感器节点个数多、成本要求低廉、分布区域广，而且部署区域环境复杂，以在使用过程中给节难点续能，因此，能量问题是传感器网络面临的首要挑战．

无线传感器网络中的路由协议设计与优化

无线传感器网络中的路由协议设计与优化无线传感器网络是目前快速发展的一种新型网络，它是由大量的小型传感器设备组成的网络。

这些传感器设备主要用于数据的采集和传输，它们能够自我组织形成网络，实现数据的分发。

无线传感器网络的特点是可以部署在环境恶劣、地形复杂甚至是危险的区域中，使得数据采集和分发可以高效地完成。

然而，无线传感器网络中的设备数量庞大，因此，设计一种高效的路由协议非常重要。

一、无线传感器网络中的路由协议路由协议是一种在网络中帮助数据包找到通信路径的协议，也是无线传感器网络中最关键的一部分。

路由协议的设计是为了保证传输数据的有效性和可靠性。

1. 层次路由协议一种流行的无线传感器网络路由协议是层次路由协议。

此协议引入了一个名为“簇”的新概念，其中一个节点被称为“簇头（Cluster Head）”，它被选举出来，在簇中负责聚合和转发数据。

此外，还有一个名为“基站（Base Station）”的节点，它被用来进行数据的聚集和路由，最终将数据传送到用户。

这种层次路由协议将传感器网络分为不同的层级。

在这个层次结构中，泛洪（Flooding）和多跳（Multi-Hop）传输大量的数据是一种浪费网络资源的行为。

因此，层次路由协议将数据的处理和转发局限在自组织的小范围内，从而减少网络资源的浪费。

2. 贪婪式路由协议贪婪式路由协议（Greedy Routing Protocol）是一种适用于小型无线传感器网络的协议。

贪婪式路由协议使用最短路径算法，并选择距离目标节点最近的节点作为路由节点，因此可以实现能耗低、跨度小、时延小的优点。

贪婪式路由协议需要使所有节点知道自己周围的拓扑结构和位置信息。

这些信息可以通过广播方式传达给整个网络。

此协议存在的一个主要问题是当节点位置发生变化时，路由算法有可能失效。

二、路由协议设计与优化下面介绍一些进行路由协议设计与优化的一些技术。

1. 多路徑路由技术在无线传感器网络中，很多节点被安装在环境比较恶劣的地方，因此网络中的连接质量能够受到许多因素的影响。

无线传感器网络中的路由协议研究

无线传感器网络中的路由协议研究近年来，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）正在被广泛应用于工业自动化、环境监测、智能交通等领域，成为新一代信息化技术的重要组成部分。

在WSN中，路由协议是数据传输的关键。

因此，无线传感器网络中的路由协议研究备受关注。

一、路由协议的定义和分类路由协议是指在一定的路由算法和路由协议信令的基础上，为数据在网络中寻找目的地址并传输的一种协议。

根据其设计的目的和方法不同，路由协议可分为集中式和分布式两种。

集中式路由协议将网络中的路由计算统一由中央节点完成，然后将路由表分发给其他节点。

分布式路由协议则是将路由计算过程分散到每个节点，并通过节点间的通信实现路由信息的交换。

在WSN中，采用分布式路由协议的情况比较普遍。

根据具体的路由算法不同，路由协议又可分为无层次、平面层次和分层三种。

无层次路由协议没有明显的层次结构，每个节点都可以进行路由计算和信息交换。

平面层次路由协议将网络分为若干平面，每个平面内的节点路由计算方式相同，不同平面间的节点需要交换路由信息。

分层路由协议则将网络划分为若干层次，每个节点只在本层次内进行路由计算，通过层间协作实现信息传输。

二、套路协议的性能指标路由协议的优劣可以通过一系列性能指标来评价。

主要包括：1. 能耗：WSN中的节点往往是由一小块电池供电，因此能耗是路由协议性能评价的重要指标之一。

2. 延迟：WSN中经常要求实时性很高，因此数据的运输时间成为了路由协议性能的重要方面。

3. 数据传输可靠性：WSN中节点的故障率较高，同时因为环境受到各种干扰，数据包丢失或重传的情况较为常见。

因此，保证数据传输可靠性是路由协议的重要目标。

4. 网络拓扑结构：路由协议的设计包括网络拓扑结构的策略，如何将路由表分发到各个节点，拓扑结构的影响因素有节点通信距离、信道带宽等。

三、常见的路由协议1.LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：LEACH是WSN中应用性最广泛的集群协议，它采用分层结构以及分簇的方式降低整个网络的能耗，并利用定期轮换簇的方法来防止单个节点过早的能量耗尽。