發(fā)布時(shí)間：2020-07-09 10:49

【摘要】：隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,天然氣等清潔能源使用比例上升,因此對(duì)燃?xì)獗淼闹悄芑�程度需求不斷提高。基于物�?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、智能控制等技術(shù)的無(wú)線燃?xì)獬�表�?yīng)用,給燃?xì)夤�司提供了先進(jìn)的管理模式,提高了抄表效率,減少了運(yùn)行成本,并為消費(fèi)者帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。由于燃?xì)庑袠I(yè)的防爆要求,燃?xì)獗硗ǔ２捎秒姵毓╇?因此如何有效降低燃?xì)獗硎褂媚芎囊殉蔀闊o(wú)線燃?xì)獬�表系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)之一。本文基于節(jié)能型路由方法,綜述了目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù),同時(shí)針對(duì)能耗敏感、節(jié)點(diǎn)同構(gòu)和節(jié)點(diǎn)重要性一致等無(wú)線燃?xì)獬�表系統(tǒng)特性,對(duì)無(wú)線抄表網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能性和負(fù)載均衡進(jìn)行了優(yōu)化,從而提升在惡劣環(huán)境下單次通信成功率并降低無(wú)線抄表過(guò)程的能耗。本文的主要工作如下:1.提出了基于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路由改善無(wú)線抄表網(wǎng)絡(luò)能耗的思路。介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議架構(gòu),分析了分簇路由協(xié)議的執(zhí)行過(guò)程,研究了幾種典型的分簇路由協(xié)議,并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)屬性對(duì)這些路由協(xié)議進(jìn)行了比較。2.分析了分簇網(wǎng)絡(luò)中簇?cái)?shù)目與網(wǎng)絡(luò)能耗之間的關(guān)系,確定無(wú)線燃?xì)獬�表系統(tǒng)的無(wú)線通信模型,并根據(jù)無(wú)線燃?xì)獬�表網(wǎng)絡(luò)的特性,分析網(wǎng)絡(luò)的能耗組成,確定了簇頭數(shù)目與其他網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的相關(guān)性。3.針對(duì)現(xiàn)有分簇協(xié)議存在的問(wèn)題,提出了一種多參數(shù)加權(quán)節(jié)能型路由算法LEACH-ES。分析對(duì)網(wǎng)絡(luò)能耗產(chǎn)生影響的分簇影響因子,建立了相應(yīng)的簇頭選舉函數(shù)。通過(guò)分析FND、HND和網(wǎng)絡(luò)剩余能量,確定了最優(yōu)權(quán)重系數(shù)。4.最后,對(duì)提出的節(jié)能型路由算法LEACH-ES進(jìn)行了仿真和組網(wǎng)測(cè)試驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)比分析網(wǎng)絡(luò)生命周期和網(wǎng)絡(luò)有效期數(shù)據(jù)包傳輸量,結(jié)果表明LEACH-ES協(xié)議相較LEACH和EACHP在一定程度延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命周期,提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量;通過(guò)對(duì)LEACH-ES協(xié)議進(jìn)行實(shí)際組網(wǎng)測(cè)試,結(jié)果表明應(yīng)用LEACH-ES協(xié)議的無(wú)線抄表網(wǎng)絡(luò)節(jié)能性提高了8%。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU996.7
【圖文】：

圖 3.5 網(wǎng)絡(luò)剩余能量分布從圖 3.5 可以看到，當(dāng)鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑為 50m 時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的總剩余能量最不能就此認(rèn)為當(dāng)鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑為 50m 時(shí)是網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑。點(diǎn)通信半徑為 50m 時(shí)的分簇拓?fù)鋱D，如圖 3.6。

當(dāng)鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑為 16m 至 24m 之間時(shí)，網(wǎng)絡(luò)剩余能量分布值較高，在取值范圍內(nèi)呈現(xiàn)較好的區(qū)間較優(yōu)值。圖 3.7 為鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑 R 為 24m 時(shí)網(wǎng)絡(luò)的分簇拓?fù)鋱D，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)的簇頭數(shù)目為 10。多輪分簇過(guò)程中，R 為 24m 時(shí)的簇頭數(shù)目在 10 至 13 個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)較少孤簇頭或某個(gè)節(jié)點(diǎn)能量消耗異常情況，網(wǎng)絡(luò)整體剩余能量較優(yōu)。圖 3.7 鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑為 24m 的分簇拓?fù)鋱D圖 3.8 是 R 為 16m 的分簇拓?fù)鋱D，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)分簇?cái)?shù)目為 21。不過(guò)在多輪分簇過(guò)程中，R 為 16m 時(shí)的網(wǎng)絡(luò)分簇?cái)?shù)目會(huì)在 17 個(gè)至 24 個(gè)區(qū)間波動(dòng)。

圖 3.8 鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑為 16m 的分簇拓?fù)鋱D以上仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了之前的公式猜測(cè)，鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑在一絡(luò)的分簇結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)能耗。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)在鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑 R 為耗和分簇結(jié)構(gòu)都有較好的表現(xiàn)，而且分簇?cái)?shù)目沒(méi)有較大波動(dòng)。為網(wǎng)絡(luò)能耗最優(yōu)的鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)簇頭數(shù)目區(qū)

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本文編號(hào)：2747346