无线传感器网络数据融合与路由的研究

第一章 绪论 1

第一节 无线传感器网络概述 1

一 什么是无线传感器网络 1

二 无线传感器网络的体系结构 2

三 无线传感器网络的特征及应用 3

第二节 无线传感器网络的研究热点与其挑战 6

第三节 研究动机 8

第四节 本书主要贡献 8

第五节 本书主要组织结构 9

第二章 无线传感器网络中能量高效的协议设计 11

第一节 无线传感器网络的能量消耗及降低功耗技术 12

一 无线传感器网络能量消耗分布 12

二 降低通信模块中节点的功耗技术 13

第二节 传感器网络OSI分层及跨层化设计思路 17

一 物理层 18

二 数据链路层 19

三 网络层 21

四 应用层 22

五 基于能量效率的跨层优化思路 22

第三节 无线传感器网络路由协议 26

一 以数据为中心的路由协议 26

二 层次型路由协议 29

三 基于地理位置的协议 31

四 可靠路由以及能量感知路由协议 31

五 传感器网络路由协议的比较 33

第四节 无线传感器网络提高能量效率的关键技术 34

一 睡眠机制 34

二 功率控制机制 35

三 数据融合机制 36

四 能量高效路由机制 37

第五节 本章小结 37

第三章 基于树结构的数据融合算法研究 39

第一节 数据融合的意义 39

第二节 数据融合的相关工作 41

一 数据融合的国内外研究现状 41

二 数据融合的分类 45

三 网络层中的数据融合 45

四 数据融合树的构造 47

第三节 几种典型拓扑结构数据融合算法比较 48

一 性能参数 48

二 算法描述 49

三 仿真实验及分析 53

第四节 一种树根节点分解成多棵子树的算法研究 54

一 问题的提出 54

二 相关工作 55

三 算法描述 57

四 仿真实验及分析 61

第五节 理论分析 62

第六节 本章小结 64

第四章 最小能耗数据融合路由问题研究 66

第一节 问题的提出及相关工作 66

一 问题的提出 66

二 相关工作 67

第二节 网络模型及问题的形式化定义 69

一 网络模型 69

二 问题的形式化定义 70

第三节 给定树的最佳流量分析 74

一 例子分析 74

二 决定最佳流量 75

第四节 SPT以及MST树分析比较 77

一 基于网格拓扑的分析比较 77

二 SPT与MST结构之间的权衡 80

三 本节结语 82

第五节 仿真实验及分析 82

一 仿真实验环境及分析 82

二 源节点个数对性能影响 83

三 通信半径对性能的影响 83

第六节 本章小结 83

第五章 一种基于负载均衡的K多路径路由协议研究 84

第一节 查询模型以及问题的提出 84

一 查询模型 84

二 问题的提出 85

第二节 相关工作 86

一 多路径路由的优点 86

二 多路径路由分类 87

三 多路径路由国内外研究现状 89

第三节 K多路径路由算法描述 92

第四节 仿真实验以及分析 94

第五节 本章小结 101

第六章 结束语 102

第一节 研究总结 102

第二节 研究展望 103

一 研究目的、意义 104

二 研究内容及实现方案 106

参考文献 115

附录 仿真软件简介 129

后记 134