【正文】 調(diào)地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)布給觀察者。 LEACH。 Wireless sensor network。關(guān)鍵詞：WSN；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；路由協(xié)議；LEACH；能量有效性ABSTRACTWireless sensor network, which is made by the convergence of sensor, embedded puting,distributed information processing and wireless munication technologies, is a new information acquisition,processing and transmission technologies. It can be used in military, environmental monitoring,medical and mercial, has a wide application future. Both academia and industries are very interested in it.The study of LEACH routing protocol for WSN is the main part of this numbers of sensor node in WSN are numerous and single node is extraordinarily limited in resource. The allimportant aim of designing routing protocol of WSN is to reduce the overall energy dissipated in the network and to maximize the network lifetime. We summed up the development history, concept, structure of WSN and analyzed the key technical issues and network protocols of WSN. we studied the network protocols of WSN and routing protocols on the classification system. We analyzed and pared some routing protocols from their advantages and disadvantages that proposed by oversea researcher。對上述改進，本文采用在C++下進行了模擬和分析。本文重點研究WSN的LEACH路由協(xié)議，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量龐大，單個節(jié)點資源極其有限，其路由協(xié)議設(shè)計的首要目標(biāo)就是提高能效性，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。本人簽名：_________________ 日期：_________________摘　　要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）集成了傳感器、嵌入式計算、分布式信息處理和無線通信四大技術(shù)，是一種全新的信息獲取、處理和傳輸技術(shù)。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日鄭 重 聲 明本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。學(xué)號 ：200731200104密級 ：公開武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH路由研究與實現(xiàn)BACHELOR39。S DEGREE THESISOF WUHAN UNIVERSITYWireless sensor network LEACH routingresearch and implementationCollege ：School of electronic informationSubject ：Electronic Information EngineeringName ：Feng JianDirected by ：Zeng YuanyuanMay 2011畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)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(dǎo)師的指導(dǎo)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(biāo)明。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。本學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。它可應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療救護、商業(yè)領(lǐng)域等，因而具有十分廣闊的應(yīng)用前景，引起了學(xué)術(shù)界的高度重視。本文總結(jié)了WSN的發(fā)展歷程、概念、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用，分析了WSN的關(guān)鍵技術(shù)問題，研究了WSN路由協(xié)議的分類，并分析和比較了目前比較有代表性的路由協(xié)議及其優(yōu)缺點，有針對性的選擇了LEACH路由作為研究重點，實現(xiàn)了LEACH路由的路由算法，在此基礎(chǔ)上分析了其存在的問題，并針對這些問題在原有的算法的基礎(chǔ)上提出了改進方案：由于簇首的選擇沒有考慮到節(jié)點能量的問題，于是改進了閾值T(n)的計算問題。模擬結(jié)果表明，改進后的路由算法比原LEACH路由算法：系統(tǒng)整體能耗降低，網(wǎng)絡(luò)生命周期提高10%。 we choose LEACH routing protocol as the research target. We analyzed its insufficient. Based on the original algorithm, we put forward their improvement projects: Due to the selection of clusterheads failed to consider node energy question, and improved threshold T (n) calculation problem.To the improvement above,using C++ to simulate and simulation results indicate that improved routing algorithm pared with LEACH:the overall low consumption,network life cycle increased by 10%.Key words: WSN。 routing protocol。 Energy efficiency目　　錄第1章　前言　研究背景 1　WSN研究現(xiàn)狀 2　本課題的研究內(nèi)容 3第2章　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）概述　WSN結(jié)構(gòu) 4　WSN的體系結(jié)構(gòu) 4　WSN的節(jié)點結(jié)構(gòu) 6　WSN應(yīng)用 7　環(huán)境的監(jiān)測和保護 7　醫(yī)療護理 7　軍事領(lǐng)域 8　其它領(lǐng)域 8　無線傳感網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)難點 8第3章　WSN路由技術(shù)概述分析　路由的過程 10　路由協(xié)議的關(guān)鍵問題分析 10　能量有效性 10　可擴展性 10　數(shù)據(jù)傳輸可靠性 11　路由協(xié)議的分類 11　按源節(jié)點獲取路徑的方法 11　按節(jié)點參與通信的方式 12　按路由的發(fā)現(xiàn)過程 12　按路由選擇是否考慮服務(wù)質(zhì)量（QoS）約束 13　典型的路由協(xié)議分析 13　洪泛路由(Flooding) 13　Gossiping路由協(xié)議 14　SPIN協(xié)議 14　DD（Directed Diffusion）定向擴散路由協(xié)議 16　Rumor 路由協(xié)議（謠傳路由） 16　GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)路由協(xié)議 17　LEACH（LowEnergy Adaptive Clustering Hierarchy）路由協(xié)議 18　協(xié)議性能的比較 19第4章　LEACH路由原理與實現(xiàn)　LEACH的原理 20　簇的形成 20　穩(wěn)定工作階段 21　LEACH路由的實現(xiàn) 21　LEACH路由的優(yōu)缺點分析 23　分簇算法問題 23　簇間的通信方式問題 23第5章　LEACH路由的改進　算法改進方案 24　改進方案的實現(xiàn) 24　LEACH與改進方案的仿真對比 25第6章　總結(jié)參考文獻致 謝附錄第1章　前言　研究背景無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)，由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。這些微型傳感器構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了人們的極大關(guān)注。傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了如下幾個歷程，：第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)誕生在20世紀(jì)70年代，使用具有簡單信息獲取能力的傳感器，采用點對點傳輸、連接傳感控制器構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)；第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生在90年代初，采用的傳感器具有獲取多種信息的綜合能力，采用串/并接口與傳感控制器相連，構(gòu)成有綜合多種信息的傳感器網(wǎng)絡(luò)；第三代傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生在90年代末，采用具有智能獲取多種信息的傳感器，用現(xiàn)場總線連接傳感控制器，構(gòu)成 LAN（Local Area Network），成為智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)；第四代傳感器網(wǎng)絡(luò)，目前正在研究開發(fā)，采用大量的具有多功能、多信息獲取能力的傳感器，用自組織無線接入網(wǎng)絡(luò)，與傳感器網(wǎng)絡(luò)控制器連接，構(gòu)成 WSN。隨后在美國的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議上，提出了WSN下一個世紀(jì)面臨的發(fā)展機遇[1][2]。2004年《IEEE Spectrum》雜志發(fā)表一期專集《傳感器的國度》，論述了WSN的發(fā)展和應(yīng)用。WSN是一種無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，由一定數(shù)目的傳感器節(jié)點構(gòu)成，它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù)，能協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集節(jié)點部署區(qū)域的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息（如光強、溫度、濕度、噪音和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象），并對這些數(shù)據(jù)進行處理，獲得詳細(xì)而準(zhǔn)確的信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送給觀察者。WSN與傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)有很大的不同。與WSN最為相似的是移動自組織網(wǎng)絡(luò)（mobile ad hoc networks，簡稱MANET），共同點是無線自組織多跳網(wǎng)絡(luò)，鄰居發(fā)現(xiàn)和路由發(fā)現(xiàn)都是自動的，不同有[5][6][7][8]： WSN節(jié)點不移動或很少移動，節(jié)點可達上千，遠大于MANET的幾十個節(jié)點，并且 MANET節(jié)點移動性強、是移動的對等體之間的數(shù)據(jù)或語音通信；WSN的數(shù)據(jù)包較小，因而數(shù)據(jù)傳輸開銷更大，并且節(jié)點的計算、存儲、通信能力更有限；傳感器節(jié)點通信高能耗，數(shù)據(jù)計算低能耗，這種差異在MANET中并不重要；WSN一般獨立成網(wǎng)，主要用于監(jiān)測功能，是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，MANET則能為分布式應(yīng)用提供互聯(lián)、計算能力；WSN網(wǎng)絡(luò)流量具有多對一和一對多的特點，其節(jié)點合作完成監(jiān)測任務(wù)，與應(yīng)用高度相關(guān)，數(shù)據(jù)相關(guān)性較大，節(jié)點一般沒有統(tǒng)一編址（在某些應(yīng)用中可對節(jié)點編址），節(jié)點標(biāo)識（如地址等）的作用并不是非常重要，因為應(yīng)用程序不關(guān)心單節(jié)點上的信息，中間節(jié)點上與具體應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)處理、融合和緩存卻很有必要。在密集型的WSN中，相鄰節(jié)點間的距離較短，低功耗的多跳通信模式可以節(jié)省能源，同時增加了通信的隱蔽性，也避免了長距離的無線通信易受外界噪聲干擾的影響。其中，路由協(xié)議的研究與設(shè)計近年來受到國內(nèi)外研究學(xué)者的重視，研究人員正在努力研究適合WSN的路由協(xié)議。現(xiàn)有的路由協(xié)議都不能很好地解決這兩個問題，因此有必要針對WSN的特點和需求研究專門的協(xié)議或改進現(xiàn)有的協(xié)議。本文總結(jié)了WSN的發(fā)展歷程、概念、結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用，分析了WSN的關(guān)鍵技術(shù)問題，研究了WSN路由協(xié)議的分類，并分析和比較了目前比較有代表性的路由協(xié)議及其優(yōu)缺點，有針對性的選擇了LEACH路由作為研究重點，實現(xiàn)了LEACH路由的路由算法，在此基礎(chǔ)上分