【正文】 010，以及RFM公司的TR1000等，NORDICATMEL公司也有相關產品CC1000工作頻帶為315MHz，868MHz，915MHz，具有低電壓、低功耗、可編程輸出功率、高靈敏度、小尺寸、集成了位同步器等特點。此外，TI公司的MSP430超低功耗處理器、Motorola公司和Renesas公司的處理器以及作為32位嵌入式處理器的ARM單片機，都在無線傳感器網絡方面得到了廣泛應用。目前，處理器模塊中使用較多的是ATMEL公司的AVR系列單片機，它采用RISC結構，吸取了PIC及8051單片機的優(yōu)點，具有豐富的內部資源和外部接口。因此，對于溫度、濕度、光度、聲音等不同的信號量，需要設計相應的檢測與傳感器電路，同時，需要預留相應的擴展接口，以便于擴展傳感器等更多的物理信號量。存儲器處理器收發(fā)器傳感器數模轉換定位系統(tǒng)能量模塊移動系統(tǒng) 傳感器網絡節(jié)點結構（1）傳感器模塊：傳感器模塊是硬件平臺中真正與外部信號量接觸的模塊，一般包括傳感器探頭和變送系統(tǒng)兩部分，探頭采集外部的溫度、光度和磁場等需要傳感的信息，將其送入變送系統(tǒng)，后者完成將上述物理量轉化為系統(tǒng)可以識別的原始電信號，并且通過積分電路、放大電路的整形處理，最后經過A/D轉換成數字信號送處理器模塊。每個節(jié)點上運行的程序可以是完全相同的，唯一不同的是其ID。反之，遠程管理節(jié)點也可以對網絡節(jié)點進行實時控制和操縱。 傳感器網絡結構 無線傳感器網絡的定義：無線傳感器網絡是由一組傳感器以Ad hoc方式構成的無線網絡，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋的地理區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)布給觀察者[5]傳感器網絡結構如圖11所示，傳感器網絡系統(tǒng)通常包括傳感器網絡節(jié)點（Sensor Node）、匯聚節(jié)點（Sink Node）和管理節(jié)點[6]。 如果說因特網構成了邏輯上的信息世界，改變了人與人之間的溝通方式，那么無限傳感器網絡就是將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界融合在一起，改變人類和自然界的交互方式。隨著傳感器技術以及計算機技術的發(fā)展，傳感器網絡同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力，并通過傳感控制器相聯，組成了有信息綜合和處理能力的傳感器網絡，這是第二代傳感器網絡。無線傳感器網絡是由大量傳感器節(jié)點通過無線通信技術組成的自組織網絡，集數據的采集、傳輸、融合分析與一體，是信息技術的一個新領域，在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療監(jiān)護、城市交通管理、倉儲管理等領域具有廣闊的應用前景[2]。在實際應用中，很多數據采集系統(tǒng)具有采集范圍大、采集點眾多、布線困難等特點，傳統(tǒng)的傳感器通過總線方式組網，很難滿足各種應用要求。關鍵詞:無線傳感器網絡，路由協議，定向擴散，EADR 論文類型：應用基礎研究 I AbstractWireless sensor network, a new generation of sensor network, was formed by the bination of sensors embedded calculation, network and wireless munication technology. The WSN is widely applied in military, mercial, medical and environment monitoring fields. Because it is flexible and convenient.The wireless sensor network consists of a large quantity of sensor nodes whose power, calculation ability and bandwidth are so limited that traditional wireless routing protocol is not suitable for wireless sensor network, it is the key point to save power and prolong the lifetime of network in the research of wireless sensor network. In the article, we deeply research the router protocol of wireless sensor networks and do some work.According to wireless sensor network routing protocol design desire, we analysis the classic routing protocol.Study of the classic datacentric routing protocol Directed Diffusion proliferation, analysis the directional key technology of Directed Diffusion protocol.Directed Diffusion protocol exist some of the problems, the introduction of energyaware systems with temporary Sink node to improve the proliferation of energyaware protocol (EADR). At EADR, the interested data in there have disciplinarian way to diffusion, and use recursive manner to grads constitute and strengthen.In the MATLAB simulation platform, to parison the Directed Diffusion protocol and Energy aware Diffusion Routing.The simulation results show that the improved routing protocol EADR make the entire network at a lower energy level to obtain a longer life cycle, with a better energy optimization of the characteristics, suitable largescale network.Key Words：wireless sensor network；routing protocol；directed diffusion；EADR 1 目 錄摘 要 IAbstract II1 無線傳感器網絡概述 1 1 傳感器網絡結構 1 傳感器網絡節(jié)點 2 4 5 傳感器網絡的關鍵技術 7 7 82 無線傳感器網絡協議 9 9 9 固定分配類MAC協議 9 基于競爭類MAC層協議 11 13 14 泛洪路由協議 14 以數據為中心的路由協議 16 可靠路由協議 18 分層次的路由協議 19 21 路由協議性能評價 21 24 253 定向擴散協議的研究與改進 26 26 定向擴散協議的能耗模式 26 定向擴散協議的算法細節(jié) 27 28 興趣擴散 28 梯度建立 28 路徑加強 29 30 改進算法介紹 30 原算法與改進算法的工作周期機制 31 原算法與改進算法的功耗比對 34 364仿真測試與評價 37 38 39 39 39 41 41 50結 論 52致 謝 53參 考 文 獻 54附錄一 58附錄二 65攻讀學位期間的研究成果 73蘭州交通大學碩士學位論文1 無線傳感器網絡概述傳感器技術、通信技術和計算機技術是現代信息技術的三大支柱，它們分別完成被測量對象的信息提取、信息傳輸及信息處理工作[1]。(4)在MATLAB仿真平臺上，對原定向擴散協議與EADR能量感知擴散協議進行仿真比較。 (3)針對定向擴散協議存在的一些問題，引入了具有能量感知系統(tǒng)的臨時Sink節(jié)點，提出了改進的能量感知擴散協議（EADR）。本文主要對無線傳感網絡路由協議進行了研究，主要工作包括以下幾個方面： (1)根據無線傳感器網絡路由協議設計的要求，對經典的路由協議進行分析比對分析。由于無線傳感器網絡通常由大量密集的傳感器節(jié)點構成，節(jié)點的能源、計算能力和帶寬都非常有限，傳統(tǒng)的無線路由協議不適合無線傳感器網絡。由于無線傳感器網絡具有組網快捷、靈活，且不受有線網絡約束的優(yōu)點，無線傳感器網絡可以被廣泛的應用于軍事，商業(yè)，醫(yī)療救護，環(huán)境監(jiān)測等多方面，具有廣泛的應用前景。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日摘 要傳感器、嵌入式計算、網絡和無線通信四大技術孕育了無線傳感器網絡。本人授權　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。同意學校向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤。學位論文作者簽名： 簽字日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解 蘭州交通大學 有關保留、使用學位論文的規(guī)定。中圖分類號： 密 級： 公開 UDC： 本校編號： 碩 士 學 位 論 文論文題目：無線傳感器網絡能量最優(yōu)路由協議研究與仿真獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含獲得 蘭州交通大學 或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。特授權 蘭州交通大學 可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編以供查閱和借閱。（保密的學位論文在解密后適用本授權說明）學位論文作者簽名： 導師簽名：簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 碩 士 學 位 論 文無線傳感器網絡能量最優(yōu)路由協議研究與仿真The Research and Simulation of Energy Optimal Routing Protocol for Wireless Sensor Network蘭 州 交 通 大 學Lanzhou Jiaotong University蘭州交通大學碩士學位論文學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。涉密論文按學校規(guī)定處理。無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理、傳輸技術，通常包含大量的自組織成多跳無線網絡的分布式傳感節(jié)點。無線傳感器網絡作為現代通信技術中一個新的研究領域，引起了學術界和工業(yè)界的高度重視。無線傳感器網絡路由協議設計的首要目標是有效節(jié)約能源，延長網絡生命周期。 (2)對經典的以數據為中心的路由協議定向擴散算法進行學習，分析了定向擴散協議的關鍵技術。 在EADR算法中，節(jié)點的興趣是有規(guī)律的擴散，并采用遞歸方式進行梯度建立和路徑加強。仿真結果表明，改進后的路由協議EADR使得整個網絡在較低的能耗水平下獲得了較長的生命周期，具有較好的能量優(yōu)化特性，適合大規(guī)模網絡。目前，信息傳輸與處理技術已取得突破性進展，隨著微電子技術的高速發(fā)展和工藝的日益成熟，傳感器也朝著集成化、微型化、智能化的方向發(fā)展。于是，融合了以上三大技術的無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network)應運而生。 最早的傳感器網絡出現在上世紀七十年代，將傳統(tǒng)傳感器采用對點傳輸、連接傳感控制器而構成傳感器網絡，我們稱之為第一代傳感器網絡。而從上世紀末開始，現場總線技術開始應用于傳感器網絡，人們用其組建智能化傳感器網絡，大量多功能傳感器被運用，并使用無線技術連接，無線傳感器網絡逐漸形成。美國商業(yè)周刊和MIT技術評論在預測未來技術