基于无线Mesh的无线传感器网络模拟与研究的中期报告.docx

基于无线Mesh的无线传感器网络模拟与研究的中期报告

摘要：

无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）被广泛应用于环境监测、农业生产、智能家居等领域。无线Mesh技术是一种在WSN中应用广泛的网络结构，能够提高网络的可扩展性、鲁棒性和灵活性。本文基于无线Mesh的WSN进行模拟和研究，主要涉及网络拓扑结构、覆盖率、数据传输和路由协议等方面的内容，并总结了当前研究的不足之处。

关键词：无线传感器网络；无线Mesh网络；网络拓扑结构；覆盖率；路由协议。

一、问题描述

无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是一种由大量分散的、自组织的、无线连接的传感器节点构成的自适应网络。该网络应用广泛，包括环境监测、农业生产、智能家居等领域。但是现有的WSN存在一些问题，如拓扑结构不合理、覆盖率不足、网络传输不稳定等。

无线Mesh技术是一种在WSN中应用广泛的网络结构，它采用了多跳路由、自修复、分布式网络管理、信道信息交换等技术，能够提高网络的可扩展性、鲁棒性和灵活性。因此，本文选用无线Mesh网络进行WSN的模拟和研究，主要包括以下问题：

1.如何设计合理的网络拓扑结构，以提高网络的覆盖率和传输效率？

2.如何保证网络中节点的均衡负载，避免节点过载或能耗不均？

3.如何设计合理的路由协议，保证数据传输的可靠性和传输效率？

二、研究方法

本文主要采用仿真的方法进行研究。具体来说，采用Matlab等软件环境对无线Mesh的WSN进行建模和仿真，研究网络连接性、覆盖率和路由协议等方面的问题。

1.网络拓扑结构

网络拓扑结构是指无线Mesh网络中节点之间的连接结构，它是影响网络覆盖率和传输效率的重要因素。本文将设计不同的网络拓扑结构，例如链式结构、星形结构、网状结构等，并分析各自的优缺点。其中，链式结构适用于线性传感器覆盖场景，星形结构适用于较小的区域，网状结构适用于复杂的地形和大范围的场景。

2.覆盖率

覆盖率是指在WSN中，节点能够监测到感兴趣区域内的数据的比例。覆盖率直接影响数据采集的质量和精度。本文将基于无线Mesh的WSN节点密度和流量要求进行合理地部署，采取自适应覆盖技术，实现全面覆盖场景的无缝覆盖。

3.路由协议

路由协议是无线Mesh网络中的核心技术，能够保证数据传输的可靠性和传输效率。本文将基于AdHocOn-DemandDistanceVectorRouting（AODV）协议进行优化和改进，提高网络的性能。

三、进展情况

本文目前已完成以下工作：

1.完成了无线Mesh的WSN网络建模和仿真环境的搭建；

2.设计了不同的网络拓扑结构，并对比了各自的优缺点；

3.完成了自适应覆盖技术的设计和实现，实现了全面覆盖场景下的无缝覆盖；

4.基于AODV协议进行了优化和改进，提高了数据传输的可靠性和传输效率。

目前，本研究正在进行以下工作：

1.优化网络拓扑结构，提高网络的传输效率；

2.针对节点能耗不均问题，进行能量分配优化设计；

3.设计并实现多种路由协议，比较它们在各自场景中的优缺点。

四、结论和展望

本文基于无线Mesh的WSN进行了模拟和研究，研究了网络拓扑结构、覆盖率、数据传输和路由协议等方面的问题。通过实验和仿真，本研究取得了一定的成果，提出了一些有价值的观点和结论。但是，本研究仍存在一些问题，例如能源问题、路由协议的适应性、网络可靠性等，需要进一步的研究和探索。因此，未来的工作将继续针对这些问题进行深入研究，并设计并实现更高效、更鲁棒的无线Mesh的WSN。