面向能耗均衡的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)聚合技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由具有感知、計算和通信能力的節(jié)點組成。通過先進的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這些節(jié)點設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)空間連通到了現(xiàn)實的物理世界。這種連通的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)會尋求并且利用任何可能的通信路徑在節(jié)點之間通過多跳來尋找其目的節(jié)點，通過這些節(jié)點之間的互聯(lián)互通，無線傳感網(wǎng)能夠傳輸例如溫度，聲音，圖像等許多數(shù)據(jù)，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。但節(jié)點體積很小，從而限制了其電池容量、存儲空間和計算處理能力，而現(xiàn)代無線傳感網(wǎng)內(nèi)收集到的信息處理要求高、數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型也不相同，

2、因此在數(shù)據(jù)傳輸過程中引入數(shù)據(jù)聚合技術(shù)以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量，在層簇式數(shù)據(jù)傳輸過程中保持每層或每簇能耗均衡來延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。
　　距離基站越遠，節(jié)點把數(shù)據(jù)傳回基站消耗的能量越大，其生命周期就越短。針對這個問題，本文首先將節(jié)點按照距離基站的遠近分成內(nèi)外兩個區(qū)域。內(nèi)區(qū)域間節(jié)點向上逐層聚合并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，最終由頂層節(jié)點聚合完所有數(shù)據(jù)后把信息發(fā)給基站。此方法可以避免分簇數(shù)據(jù)聚合中所有簇頭節(jié)點直接傳輸數(shù)據(jù)給基站所造成的能量代價高的缺點；外區(qū)域分成非均勻

3、大小的簇，每個簇由簇頭收集數(shù)據(jù)后逐層向上聚合轉(zhuǎn)發(fā)。該方法可避免距離基站較遠處的簇頭節(jié)點與基站直接通信的巨大能耗。仿真實驗表明，本方法同MTP算法和CDFUD算法相比，能夠較好地均衡各層能耗，有效節(jié)約總能量。其次，針對在混合無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收集過程中由于數(shù)據(jù)類型的不同造成的收集效率低下，節(jié)點能耗不均等問題，提出一種新的收集協(xié)議。將網(wǎng)絡(luò)劃分為面積不相等的網(wǎng)格，在每個網(wǎng)格中引入主次簇頭分別構(gòu)建針對矢量和標(biāo)量信息的數(shù)據(jù)收集路徑。實驗結(jié)果表明，同