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摘要无线传感器网络是一种近几年兴起的，由部署在大范围监测区域内的众多传感器节点通过多跳自组织方式形成的无线网络。它能够实时地为人们提供监测数据，广泛应用于军事、环境、日常生活等诸多领域，但是该网络的一个巨大缺点就是许多传感器节点分布在无人值守的区域，一旦节点电量耗尽，将会无人更换电池或者为其充电，该传感器节点就会死亡，死亡的节点数目过多将会导致整个网络失去工作能力。因此功率控制，减少能耗，延长网络寿命是当下无线传感器网络研究的重要内容。分簇算法在一定程度上能够满足上述需求。该论文介绍了 Leach 分簇算法并且在 NS2 仿真平台上对 Leach 分簇协议进行仿真，得出该协议下能量消耗、传输数据量、存活节点数与时间的关系。最后在此基础上提出改进协议方案。 28460
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毕业论文关键词 无线传感器网络 分簇算法 Leach协议 NS2仿真平台
Title Research On Cluster-based topology control algorithm in Wireless Sensor Network
Abstract Wireless Sensor Network (WSN) is a wireless network which becomes popular these years, it is combined with a large number of sensor nodes in the monitoring area, in the form of multi-hop and self-organized. It can provide the real-time data and can be applied in military, environmental and daily areas, but a big problem of WSN is that many sensor nodes are arranged in the unattended operation areas. Once the power of a node has run out, no one will replace the battery or charge it, and as a result, the node will die, and the death of too many nodes will lead to the ineffectiveness of the WSN. So the control of power, the reduction of energy and the extension of life span is the most important research areas nowadays. The clustering algorithm can meet the above requirements to some extent. This paper introduces the Leach clustering algorithm and simulates the Leach Protocol on the simulation platform NS2, getting the relationship between the time and energy consumption, data numbers, alive nodes. At last, providing some improved methods based on this.
Keywords Wireless Sensor Network (WSN) clustering algorithm Leach Protocol NS2 simulation platform
目次
1引言（或绪论）.1
1.1无线传感网的介绍.1
1.2本篇论文的结构介绍.2
2Leach分簇算法介绍3
2.1簇头数目的决定3
2.2簇头的选举3
3Leach协议仿真过程以及结果5
3.1NS2仿真平台的介绍5
3.2NS2安装过程6
3.3Leach协议的安装移植过程9
3.4Leach仿真结果分析.11
4Leach协议存在的问题及相应的改进方案.20
结论.22
致谢.23
参考文献24
1 引言（或绪论） 本章作为整篇论文的引言部分，分为无线传感网的介绍和本篇论文的结构介绍两个部分，其中1.1主要介绍了无线传感网的概念，研究背景和现状，需要解决的难题等，1.2对整篇论文的各个章节的内容进行了介绍。 1.1 无线传感网的介绍 网络的出现以及飞速发展改变了人们的生活方式，它使得人们的生活效率有了极大的提高，简化了各个领域的许多环节，让人们可以远距离地接受并且操控信息。近几年，无线网络的发展格外迅速，无线网络摆脱了传统有线网络中网线的束缚，使得用户可以轻松接入网络，同时，它也允许多个用户同时接入同一网络。无线网络存在的弊端我们在日常生活中也有所感受，那就是容易掉线，尤其是在餐厅，飞机场等人流量较大的公共场所，无线网络几乎连接不上。而在无线网络中，无线传感器网络又是一个研究的重点，它的存在不为人们明显感知，但是它作用于军事等诸多领域，它是一种分布式的网络，由大量（几百至几千）的传感器节点通过多跳方式自组织形成，能够感知监测区域内的指定物理量，如温度、湿度、压力等，采集、处理后传递给网络的所有者，它的功能也十分广泛，能够用于身体健康监测，森林火灾隐患监测和水质监测等。无线传感网络的主要特征包括：需要通过电池供电提供节点能耗；能够有效应对节点失效（弹性恢复力）；节点移动性；生存于恶劣环境等。 无线传感网络的重要性日趋明显，尤其是近二十年。无线传感网络的研究起源于美国，几乎所有的著名院校都有专门去研究该领域的科研团队，其中比较著名的有加州大学伯克利分校，卡耐基梅隆大学和伊利诺伊大学。该毕业设计使用的软件 NS2 网络仿真平台也主要由加州大学伯克利分校进行开发和文护。早在 1993 年，加州大学洛杉矶分校就在“集成无线传感器网络”计划中首次提到了无线传感网络这一概念。在这十年后得到了迅速的发展。2003 年 1 月的美国《技术评论》期刊上，编辑们将无线传感器网络列为十种将在不远的将来产生深远影响的新兴技术之首。可见无线传感网络的前景一片光明。此后，英国，日本，意大利等国都先后加入了该领域的研究。我国对于无线传感器网络的研究始于 1999 年，国内的诸多高校，例如电子科技大学，东南大学等都加入了该领域的研究。
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