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无线传感器网络路由协议的分析比较研究
摘 要
无线传感器网络技术将是21世纪最有发展前景的技术之一。由于其具有组网快捷、灵活，且不受有线网络约束的优点，因而可应用于紧急搜索、灾难救助、环境监测等领域，具有广泛的应用前景，进而使得更节能高效的路由协议的研究变得越来越迫切。
本课题在介绍无线传感器网络及其特点的基础上，对无线传感器网络通信协议进行研究。其中考虑到节能是无线传感器网络设计中最重要的方面，着重对影响能耗的网络层路由协议和数据链路层MAC协议进行了分析。
在SPIN算法研究中，首先给出了基本的SPIN-PP算法的有限自动机制，描述了节点间传输数据的过程；接着分析了改进的SPIN-BC、SPIN-EC算法；然后又对LEACH算法的节能性进行了研究；最后通过对仿真实验结果的分析，得到了对SPIN路由协议的综合评价。
关键词：无线传感器网络，路由协议，基于协商的路由协议SPIN，NS2,LEACH
ABSTRACT
Wireless sensor network technology will be the 21st century the most promising technologies. Because of its fast, flexible networking, and not the advantages of a wired network constraints, which can be used in emergency search, disaster relief, environmental monitoring, and other fields, has a wide range of applications, thereby making more energy efficient routing protocol change more and more urgent.
This subject in the introduction of wireless sensor networks and their characteristics on the basis of the wireless sensor network communication protocols. Taking into account the energy efficiency is the most important aspects in the design of wireless sensor networks, focusing on the impact energy consumption of network layer routing protocols and the data link layer MAC protocol is analyzed.
SPIN algorithm research, basic finite automaton mechanism of the SPIN-PP algorithm, described the process of transferring data between nodes; then analyzes improved the SPIN-BC and SPIN-EC algorithm; then LEACH algorithm energy efficiency have been studied; Finally, the analysis of simulation results, the comprehensive evaluation of the SPIN routing protocol.
Keywords: wireless sensor networks, routing protocols, negotiation-based routing protocol SPIN, NS2, LEACH
目 录
第1章 引言 1
1.1 无线传感器网络研究背景 1
1.2 无线传感器网络国内外研究现状 1
1.3 无线传感器网络存在的问题 2
1.4 无线传感器网络前景和应用 2
1.5 本文组织方式 3
第2章 无线传感器网络概述 4
2.1 无线传感器网络基本概念 4
2.2 无线传感器网络主要特点 4
2.3 无线传感器网络性能分析 5
2.4 无线传感器网络结构 6
2.5 无线传感器网络协议体系结构 6
第3章 无线传感器网络路由协议 8
3.1 无线传感器网络路由协议概念 8
3.2 无线传感器网络路由协议分类 8
3.3 无线传感器网络部分路由协议优缺点 9
3.3.1 泛洪协议（Flooding） 9
3.3.2 平面路由协议 9
3.3.3 层次路由协议 10
3.4 无线传感器网络SPIN协议 11
3.4.1 SPIN协议 11
3.4.2 SPIN算法 12
3.4.3 SPIN-PP算法 13
3.4.4 SPIN-BC算法 15
3.4.5 SPIN-RL算法 17
3.4.6 SPIN-EC算法 17
3.4.7 SPIN算法节能性研究 18
3.4.8 对SPIN-PP协议的改进方法 19
第4章 SPIN协议的NS2仿真结果及分析 21
4.1 NS2仿真平台 21
4.2 NS2仿真的其它辅助工具 21
4.3 NS2网络仿真流程 22
4.4 SPIN协议的NS2仿真及分析 22
4.4.1 生成随机场景 22
4.4.2 生成随机数据流 23
4.4.3 编写OTCL网络仿真代码 23
4.4.4 运用Grep 进行数据分析 25
4.4.5 运用Gawk进行数据分析 26
4.4.6 运用Gnuplot进行画图分析 27
4.4.7 运用nam查看模拟进程 30
4.4.8 各种协议的对比分析 31
结 论 35
参考文献 36
致 谢 37
