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物联网(Internet of Thing,IoT),是一个极其宽泛的学科范畴,是未来互联网的发展方向,具有很高的科研和商业价值。而作为物联网技术的重要的组成基础,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由大量体积微小、成本低廉、具有一定通信和计算能力的传感器搭建而成的。不同于具有计算机客户端的传统网络技术,其最大的优势就是网络成本低、自组织和隐秘性。WSN雏形自从最早的DARPA军用研究项目以来,取得了长足的发展,表现得更加智能化、节能化以及隐秘性。而我国这方面的研究基本与发达国家同步,并且发展迅速。WSN能够进行数据信息的收集、数据信息的简单处理和数据信息的相互传输。此外,WSN的节点功率和能量都十分有限。因此 WSN的节点部署、节点定位以及路由协议机制方面都有很大的研究空间。而本文所研究的,主要就是WSN的路由协议。
路由协议的主要职责就是为数据的传输寻找路径,涉及到目标节点到转发节点之间的路径优化问题、引导数据按正确的路径上传输。针对WSN的特点,无线传感器的路由协议侧重能耗优先、以数据为中心和应用相关等。
综上所述,本文主要工作如下:
1.对无线传感器网络进行深入的研究,研究网络的性质、特点、路由协议等,对WSN典型的平面路由协议和分簇路由协议进行了分别的研究和对比分析。
2.对LEACH协议进行了更加深入的研究,对LEACH的选举过程进行了深入分析,对协议进行客观的评价。针对协议的不足,进行适当的改进。并且在Matlab上对协议进行了仿真研究,与之原协议进行了对比,在网络节点存活数量、网络能耗、网络吞吐量上进行了对比,改进协议效果相对显著。
3.对原协议以及改进的LEACH-Impt协议进行了硬件实现研究,采用CC2530作为网络节点,通过CP2102-to-UART连接PC机上的Qt上位机界面,对网络的拓扑结构图和网络真实存活周期进行了对比分析。
4.总结本文研究工作的成果与不足,展望其未来发展趋势以及研究方向。
路由协议的主要职责就是为数据的传输寻找路径,涉及到目标节点到转发节点之间的路径优化问题、引导数据按正确的路径上传输。针对WSN的特点,无线传感器的路由协议侧重能耗优先、以数据为中心和应用相关等。
综上所述,本文主要工作如下:
1.对无线传感器网络进行深入的研究,研究网络的性质、特点、路由协议等,对WSN典型的平面路由协议和分簇路由协议进行了分别的研究和对比分析。
2.对LEACH协议进行了更加深入的研究,对LEACH的选举过程进行了深入分析,对协议进行客观的评价。针对协议的不足,进行适当的改进。并且在Matlab上对协议进行了仿真研究,与之原协议进行了对比,在网络节点存活数量、网络能耗、网络吞吐量上进行了对比,改进协议效果相对显著。
3.对原协议以及改进的LEACH-Impt协议进行了硬件实现研究,采用CC2530作为网络节点,通过CP2102-to-UART连接PC机上的Qt上位机界面,对网络的拓扑结构图和网络真实存活周期进行了对比分析。
4.总结本文研究工作的成果与不足,展望其未来发展趋势以及研究方向。