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1、学科门娄：王堂分类号! 堕墼! 上 单位代码：! Q 盟g级 稳主敏镌尘建 硕士学位论文 论文题目：传感器网络中信息驱动 路由算法研究 学生姓名 学号 指导 学科 教师 专业 王晓霞 Y 0 4 0 8 0 7 郑宝玉教授 信号与信息处理 研究方向型垡塑堡主盟童堂焦墨丝堡垫查 论文提交日期二0 0 七年四月 南京邮电大学硕士学位论文 摘要 摘要 随着基于微电子机械系统( M E M S ) 的传感器技术、低能耗电子和射频技术的不断进 步，低能耗、廉价的无线传感器得以大规模应用，相应的无线传感器网络应运而生。无 线传感器可应用于军事、商业、医疗救护、环境监测等多方面，具有广阔的应用前景， 因此成
2、为信息科学技术中一个新的研究热点。由于无线传感器网络自身的特点，现有的 无线路由协议并不适用于传感器网络，面向应用的路由协议设计逐渐成为网络层研究的 核心。 本文主要探讨了无线传感器网络中路由协议的设计，重点研究了信息驱动路由算 ： 法。信息驱动路由算法以通信范围内的节点所能提供的信息量为标准，选取能够用最小 的通信开销提供最大互信息的节点作为下一跳节点。信息在单个节点间逐跳传输，不能 够做到很高的定位精度，因此本文给出了基于分簇的信息驱动路由算法，以分簇为单位 代替单个节点进行信息传递。传感器网络的安全问题也是研究的一个重点。基于信任度 的信息驱动路由算法引入了信任度的概念，节点只和自己信任
3、的节点进行信息的交互， 提高了网络应对敌方节点和错误节点攻击的能力。 本文在定位精度和安全性两方面对信息驱动路由算法进行了改进，研究了基于分簇 的信息驱动路由算法和基于信任度的信息驱动路由算法。通过在M a t l a b 上的仿真实现， 验证了改进后的算法与原有算法相比，具有更高的定位精度和更好的安全性能。 主题词：传感器网络路由协议信息驱动路由+ 分簇信任度名誉值 南京邮电大学硕士学位论文 A B S T R A C T A BS T R A C T R e c e n ta d v a n c e si ns e n s o rt e c h n o l o g y ，l o w - p
4、 o w e re l e c t r o n i c s ，a n dl o w - p o w e rr a d i o f r e q u e n c yd e s i g nh a v ee n a b l e dt h ed e v e l o p m e n to fi n e x p e n s i v ea n dl o w - p o w e rw i r e l e s ss e n s o r s t h a tc a l lb ec o n n e c t e dv i aaw i r e l e s sn e t w o r k W i r e l e s ss e
5、n s o rn e t w o r kc a nb ea p p l i e di nm a n y a r e a ss u c ha sm i l i t a r ya f f a i r s ，c o m m e r c e ，m e d i c a lc a r e ，e n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n g ，a n db e c o m e s an e wr e s e a r c hf o c u so fi n f o r m a t i o ns c i e n c ea n dt e c h n o l o g y D u
6、 et oi t ss p e c i a l t yw i r e l e s ss e n s o r n e t w o r kc a n ti m p l e m e n te x i s t i n gw i r e l e s sr o u t i n gp r o t o c o l s ，a n dd e s i g no f a p p l i c a t i o n - o r i e n t e d r o u t i n gp r o t o c o l si st h er e s e a r c hg r a v i t yo ft h en e t w o r k
7、 - l a y e r I nt h i sp a p e r ，t h ei s s u e so ft h er o u t i n gp r o t o c o l so fw i r e l e s ss e n s o rn e t w o r ka r ed i s c u s s e d ， e s p e c i a l l yt h ei n f o r m a t i o n d r i v e nr o u t i n g T h er o u t i n go b j e c t i v eo fi n f o r m a t i o n d r i v e nr o
8、 u t i n gi s t om i n i m i z ec o m m u n i c a t i o nc o s t ，w h i l e m a x i m i z i n gi n f o r m a t i o ng a i n T h ed a t at r a n s p o r ti sf r o m o n en o d et oa n o t h e r T oi m p r o v et h el o c a l i z a t i o na c c u r a c y ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e dc l u s t e
9、 r i n gt ot h e a l g o r i t h m T h ed a t at r a n s p o r tn o w i sb e t w e e nc l u s t e r si n s t e a do fn o d e s T h es e c u r i t yi sa l s oa r e s e a r c hh o t s p o t T h i sp a p e ri n t r o d u c et r u s tt os e n s o rn e t w o r k s ，w h e r en o d e sm a i n t a i nr e p
10、u t a t i o n f o ro t h e rn o d e sa n du s ei tt oe v a l u a t et h e i rt r u s t w o r t h i n e s s T h i sp a p e rs h o w st h a tt h ei m p r o v e d a l g o r i t h mp r o v i d e sas c a l a b l e ，d i v e r s ea n dag e n e r a l i z e da p p r o a c hf o rc o u n t e r i n ga l lt y p
11、e so f m i s b e h a v i o rr e s u l t i n gf r o mm a l i c i o u sa n d f a u l t yn o d e s T oi m p r o v et h ei n f o r m a t i o n d r i v e nr o u t i n g a l g o r i t h mi nl o c a l i z a t i o na c c u r a c ya n ds e c u r i t y ， t h i sp a p e rp r e s e n t st w on e wa l g o r i t
12、h m s i n f o r m a t i o n d r i v e nr o u t i n gb a s e do nc l u s t e r i n g ，a n d i n f o r m a t i o n - d r i v e nr o u t i n gb a s e do nt r u s t T h es i m u l a t i o ni si m p l e m e n t e do nM a t l a b T h et e s t r e s u l ts h o wt h a tc o m p a r e dt ot h e o r i g i n a
13、la l g o r i t h m ，t h en e wa l g o r i t h mh a v eb e t t e rp e r f o r m a n c e o nl o c a l i z a t i o na c c u r a c ya n d s e c u r i t y K e yW o r d s ：s e n s o rn e t w o r k s ，r o u t i n ga l g o r i t h m ，i n f o r m a t i o n - d r i v e nr o u t i n g ，c l u s t e r , t r u s
14、t ， r e p u t a t i o n I I 南京邮电大学学位论文独创性声明 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。 研究生签名：量! 垒盔日期：坌望竺竺 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩
15、印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：雌导师签名： 南京邮电大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 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为传感器节点。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
16、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 集的散布以及相互间的协作来完成它们的任务。 无线传感器网络由大量无线传感器节点互联而成，是传感器向微型化、智能化和无 线通信化的延伸。根据传感器节点在使用中是否移动，可将无线传感器网络分为静态网 络和动态网络，其中大多数是静态网络。在静态网络中，传感器节点被随机地或按一定 要求布置在监测区域内，根据用户的要求，可对温度、湿度、噪声、光强度、压力等环 境参数进行测量，或者感知物体的运动速度和方向等。在动态网络中，传感器节点一般 被安置在可移动的物体上，如车辆或被监测的动物身上，它将随物体的移动而移动。 由于无线传感器网络巨大的科学意义和应用价值，它已经引起了世界各国的学术 界、军事部门和工业界的极大关注。从2 0 0 1 年开始，D A R P A ( 美国国防部高级研究计划 署) 已把智能传感器网络作为一项最高优先发展的研究计划，出资近7 亿美元，在众多 大学和研究机构展开传感器网络的基础研究。2 0 0
