摘 要:近年来，无线传感器网络得到了快速的发展，广泛的应用于医疗健康、交通管理、智能家居等与人类生活息息相关的领域，受到了广大专家学者的高度重视．但是传感器电源供电有限且不易更换、计算和存储能力有限使数据传输需要进行多次转发方能传递给接收者，并且根据数据传输所用路径的不同，网络能量的消耗也大不一样．因此，选择最适合当前网络情况的路径方能有效的减少网络的能量消耗、延长网络的寿命，并完成网络的无线通信工作．所以，世界各地的专家学者应将最优路径的选择作为当前无线传感器网络研究的重点工作．

多径路由协议在单路径路由算法的基础上建立多条路径来实现数据的同时传输与无线通信，改善了单路径路由协议中网络消耗巨大、网络拥塞、数据传输不稳定等问题．多径路由协议对无线传感器网络的发展起到了推进的作用．因此，研究设计多径路由协议有重要的意义．

本文可以划分为三个部分，首先，简要的介绍了一下无线传感器网络的概念、特点、结构模型，并引入了路由协议的概念及分类．分析典型的多径路由协议，研究其特点与问题，设计一款L-MDV多径路由协议是本文的第二部分内容．通过多径路由协议的研究为L-MDV多径路由协议的设计提供了一些想法与理论基础．最后，总结全文并展望无线传感器网络多径路由协议的未来发展趋势．

在传统的移动网络中，AODV单路径路由协议扮演着重要的角色．本文在基于单路径路由协议AODV的算法上进行改进提出L-MDV多径路由协议．L-MDV多径路由协议在单路径路由协议AODV的路由机制上添加了路由更新机制与多路径机制．其中多径路由机制是通过分析AOMDV多径路由协议而受到启发设计出来的．L-MDV多径路由协议在中间节点上建立三条路径，选择一条作为主路径，并利用节点能量的消耗情况将一条路径选为最佳替代路径，使剩下的路径进入休眠状态．最佳替代路径只有在主路径无法继续工作的状态下才会启用，而主路径与最佳替代路径都无法正常工作时，休眠中的路径才会唤醒．经验证多径路由协议L-MDV有效地延长了网络的寿命，增强了网络的稳定性，能使无线传感器网络良好的运行并避免了网络拥塞的问题．单路径路由协议AODV中的问题在L-MDV多径路由协议中得到了改善，L-MDV路由协议基本上实现了无线传感器网络多径路由协议实验要求的性能．

关键词：无线传感器网络； 路由协议； 多径路由机制； AODV路由协议

 

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 课题背景-1

1.1.1 无线传感器网络简介-1

1.1.2 无线传感器网络的发展情况-1

1.2 课题意义-2

1.3 本文主要工作-2

1.4论文组织结构-3

第2章 无线传感器网络概述-5

2.1 无线传感器网络结构模型-5

2.1.1 传统移动自组织网络简介-5

2.1.2 无线传感器网络的节点构成-5

2.1.3 无线传感器网络的形成-6

2.1.4 无线传感器网络结构模型-6

2.2 无线传感器网络的特点-7

2.3 无线传感器网络的问题-7

2.4 无线传感器网络的应用-8

2.4.1 军事领域-8

2.4.2 医疗护理应用-8

2.4.3 交通管理-9

2.4.4 环境应用-9

2.4.5 智能家居-9

第3章 无线传感器网络路由协议-11

3.1 路由协议简述-11

3.1.1 路由协议的概念-11

3.1.2 路由过程-11

3.1.3 无线传感器网络路由协议的特点-11

3.2 无线传感器网络路由协议的性能评价指标-12

3.3 无线传感器网络路由协议分类-12

3.3.1 根据数据传输过程中路径的使用量分类-12

3.3.2 根据源节点获取路径的方法分类-12

3.3.3 根据节点通信方式分类-13

3.3.4 根据路由过程分类-13

第4章无线传感器网络多径路由协议分析-15

4.1 泛洪路由协议（Flooding）-15

4.2 能量多径路由协议-16

4.3 SAR 路由协议-17

4.4 不相交多路径路由协议-17

4.5 MDR协议-18

4.6 PEGASIS路由协议-19

4.7 SPIN协议-19

第5章 L-MDV多径路由协议的实现-23

5.1 L-MDV多径路由协议的基础理论-23

5.1.1 AODV单路径路由协议-23

5.1.2 AOMDV多径路由协议-26

5.2 L-MDV多径路由协议的实现-27

5.2.1 L-MDV多径路由协议的主要内容-27

5.2.2 L-MDV多径路由协议的主要代码-28

5.3 L-MDV多径路由协议的仿真-30

5.3.1 仿真环境的介绍及参数设置-30

5.3.2 L-MDV多径路由协议的评价-31

第6章 总结与展望-33

6.1 总结-33

6.2 展望-33

参考文献-35

致 谢-37