带MobileAgent的无线传感器网络的MAC协议研究-计算机系统结构专业论文.docxVIP

I I 带 Mobile Agent 的无线传感器网络的 MAC 协议研究 摘 要 资源（能量、计算、存储以及通信能力）受限是无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）相比于传统的 flat ad hoc 式的无线网络所具有的重要特 征，为无线传感器网络设计高能效的体系结构、协议以及算法一直是该领域的 研究重点。与传统的无线传感器网络结构相比，SENMA（Sensor Network with Mobile Agent）网络具有更高的能量效率，能够有效地延长整个网络的生命周 期。 研究和设计适用于 SENMA 网络的介质访问控制（Media Access Control, MAC ）协议是本文的主要工作。通过对前人相关工作成果的总结，并结合 SENMA 网络的特点，本文提出了一种适用于带有 Mobile Agent 的无线传感器 网络的 MAC 协议。该协议主要包括分簇算法、信道竞争算法以及 Mobile Agent 的数据收集算法三部分。它将集中式和分布式两种控制方法有机结合， Mobile Agent 通过集中式控制方法划分簇结构，普通 节点通过分布式算法确定簇头、 竞争信道的使用权。该算法能够更加充分地利用有限的网络资源，在保证吞吐 量和系统时延的同时提高了能量利用效率，延长了网络的生命周期。 本文首先对无线传感器网络及其 MAC 协议的相关知识做了整体上的介绍； 然后阐述了 SENMA 网络的结构和特点，并紧接着就本文所设计的 MAC 协议 和它的设计思想、具体内容和工作原理作了详细叙述；最后利用仿真工具 Matlab 搭建了仿真平台，测试了本文所设计的协议的各项性能，并与其它经典协议做 了比较，以证明其优势。 关键词：无线传感器网络；SENMA 网络；移动代理；MAC 协议 II II Research on MAC protocols for Mobile Agent based Wireless Sensor Networks ABSTRACT Compared with the wireless network of traditional flat ad hoc, an important feature of Wireless Sensor Networks (WSN) is the limitation of resources (energy, capacity of communications、computing and storage). The architecture, algorithm and protocol for designing energy-efficient wireless sensor network have been the research priorities in this field. Comparing to traditional network structure, SENMA (Sensor Network with Mobile Agent) network has higher energy efficiency. It can effectively extend the use of the entire network. The main work of this dissertation is the research and designing of protocol about the Media Access Control, (MAC). Combining the results of previous work with characteristics of SENMA network, this dissertation presents MAC Protocol which is suitable for WSN with Mobile Agent. This protocol includes clustering algorithm, contending for channel algorithm and data collection algorithm with Mobile Agent. It consists of two methods, centralized control method and distributed control method. Through centralized control method, Mobile Agent divides cluster structure and through dist