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无线传感器网络中基于最小跳场的可控拓扑及路由研究的开题报告

一、研究背景和意义：

无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是由大量具有感知、处理和通信能力的小型无线传感器节点构成的分布式无线网络，通常用于对环境信息进行监测和收集，如温度、湿度、光照、气压等。无线传感器网络具有不依赖固定设施、组网灵活、低成本、易于扩展等优点，在环境监测、智能交通、农业等领域得到了广泛应用。

在无线传感器网络中，节点数量一般很大，节点分布范围较广，因此构建可控的拓扑结构和高效的路由算法是无线传感器网络中的关键问题。传感器节点之间的通信距离和节点的能耗是构建拓扑结构和路由算法设计的重要考虑因素。因此，如何在保证节点稳定通信和降低节点能耗的前提下设计可控的拓扑结构和高效的路由算法，是无线传感器网络研究中的重要问题。

随着无线传感器网络的不断发展，研究者们提出了各种各样的拓扑结构和路由算法，其中基于最小跳场的可控拓扑及路由是一种新型的拓扑结构和路由算法，它通过从网络中选取一些节点作为”跳节点”，使得每个节点到跳节点的跳数最小，从而给出了一种可控的拓扑结构和高效的路由算法。因此，基于最小跳场的可控拓扑及路由算法的设计和优化，对于提高无线传感器网络的性能和可靠性具有重要意义。

二、研究内容和研究方法

本文的研究内容是基于最小跳场的可控拓扑及路由算法的设计和优化。具体内容包括：

（1）分析现有的无线传感器网络拓扑结构和路由算法的优缺点，分析基于最小跳场的可控拓扑及路由算法的基本思想和优势。

（2）设计基于最小跳场的可控拓扑结构，通过选取一部分节点作为跳节点，并利用跳节点之间的最小跳场构建可控的拓扑结构。

（3）优化基于最小跳场的路由算法，在保证节点稳定通信的前提下降低节点能耗，提高无线传感器网络的性能和可靠性。

研究方法主要是理论分析和仿真实验相结合，通过对无线传感器网络中节点的通信距离、能耗、拓扑结构等关键参数的控制和优化，设计出基于最小跳场的可控拓扑及路由算法，并进行仿真实验验证算法的有效性和性能。

三、研究成果预期

通过本文的研究，预期达到以下成果：

（1）理论分析现有无线传感器网络拓扑结构和路由算法的优缺点，提出基于最小跳场的可控拓扑及路由算法的设计和优化思路。

（2）设计出基于最小跳场的可控拓扑及路由算法，通过“跳节点”和最小跳场构建可控的拓扑结构，并在此基础上优化路由算法，降低节点能耗，提高无线传感器网络的性能和可靠性。

（3）通过仿真实验验证基于最小跳场的可控拓扑及路由算法的有效性和性能，并与其他拓扑结构和路由算法进行比较。

四、研究进度安排

本文的研究周期为一年，研究进度安排如下：

第一季度：熟悉无线传感器网络理论基础，调研现有拓扑结构和路由算法的优缺点，确定基于最小跳场的可控拓扑及路由算法的设计目标和思路。

第二季度：设计基于最小跳场的拓扑结构和路由算法，进行初步实验验证。

第三季度：对基于最小跳场的拓扑结构和路由算法进行优化，并进一步验证算法的性能和有效性。

第四季度：完成研究报告的撰写和论文的投稿。

五、参考文献

[1]何民,周立功,等.传感器网络原理与技术[M].北京邮电大学出版社,2007.

[2]J.C.Hou,L.Sha,etal.Dynamictopologycontrolinwirelesssensornetworks:handlingcorrelatedactivities[C].Proc.oftheIEEE6thAnnualInt.Conf.onMobileComputingandNetworking,Boston,2000:316-331.

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[4]伊一琳,刘磊,等.无线传感器网络基于跳场的拓扑结构设计及性能评估[J].传感器与微系统,2017,36(9):111-117.

[5]袁彩丽,贾翠莲,等.基于最小跳场的无线传感器网络路由协议[J].中国科学技术大学学报,2019,49(5):657-663.