基于多层WSN结构的非均匀分簇路由协议研究的开题报告

基于多层WSN结构的非均匀分簇路由协议研究的开题报告一、选题背景随着物联网应用领域的不断扩大，大量的传感数据需要通过无线传感网络（WSN）进行传输和处理。而WSN的应用环境通常需要在特定区域采集大量的数据，比如温度、湿度、气体浓度等信息，这就需要大量的传感器节点布置在这些区域内。由于传感器节点数量众多，且有些节点位置比较偏远，传输距离比较远，WSN网络的能源消耗和网络寿命问题变得尤为重要。因此如何提高WSN网络的能效和延长网络寿命是WSN研究领域的一个热点问题。目前，WSN的研究主要围绕以下两个方面展开：一是能量消耗最小化，通过降低节点的传输功率和优化传输路径等措施，减少网络在传输过程中的能量损失；二是网络生命周期的延长，通过多层次的网络结构、自适应算法设计和节点调度等策略，增加网络的运行时间，延长网络的生命周期。而分簇路由协议是WSN网络中常用的一种路由协议，其基本思想是将节点分为若干个簇，并将同一簇内的节点数据传输进行汇聚处理，减少冗余传输，提高网络性能。而如何设计一种高效的分簇路由协议，是目前WSN研究的一个热点问题。二、选题意义传统的分簇路由协议通常是采用等距离分簇的方式，即将每一个节点都平均分配到不同的簇中，这种方式会导致一些簇的节点密度过高，而另一些簇的节点密度过低，从而导致一些节点能量消耗过快，而其他节点却始终没有发挥作用，从而导致WSN网络系统的整体性能并不理想。因此，本文将研究基于多层WSN结构的非均匀分簇路由协议，主要包括以下内容：1.构建基于多层WSN结构的网络模型，采用不同的分簇策略，将节点分配到不同的簇中，提高网络局部性和网络运行效率。2.设计多层分簇路由策略，通过分层设计，提高整个网络系统的能效性，减少能源消耗，延长网络生命周期。3.开展仿真实验，验证所设计的路由协议的有效性和稳定性，提高WSN网络的性能和应用效果。三、主要研究内容1.研究基于多层WSN结构的网络模型，包括网络拓扑思路、网络构建方法和簇节点分配策略等方面。2.针对WSN网络存在的问题，设计一种基于多层WSN结构的非均匀分簇路由协议，提高网络局部性和集群性。3.开展仿真实验，通过与传统分簇路由协议的对比，验证所设计的非均匀分簇路由协议在能效和延长网络生命周期方面的优势。四、预期的研究结果1.构建基于多层WSN结构的网络模型，实现簇的不均匀分配，提高网络的局部性和集群性。2.设计一种高效的分层路由策略，提高WSN网络的能效性，延长网络生命周期。3.通过对比实验，验证所设计的路由协议的有效性和稳定性，提高WSN网络的性能和应用效果。五、研究方法和技术路线1.分析WSN网络中存在的问题，研究多层WSN结构的集群分布和簇节点分配策略。2.设计一种非均匀分簇路由协议，并在NS-2环境下进行仿真和优化。3.采用网络性能分析工具和算法性能评估方法，对设计的路由协议进行性能分析和实验验证。六、参考文献[1]严慧芳,汤峰,洪志强,等.一种自适应分簇算法的研究[J].信息网络安全,2018(05):155-156+171.[2]李非,刘江峰,王伟伟.基于双层分簇的WSN能量均衡路由优化[J].电子制作,2018(06):116-118.[3]PKGiri,KRChowdhury,MLChoudhury.Solvingthecoverageprobleminwirelesssensornetworkswithnon-uniformnodedistributionusinghierarchicalclustering[J].InternationalJournalonCommunicationsAntennaandPropagation,2018,8(6):394-402.[4]ZHAOHB,ZHANGJC.Amulti-clusterroutingprotocolforwirelesssensornetworks