無線傳感器網(wǎng)絡(luò)區(qū)域查詢算法.pdf

1、眾多無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，用戶常常對某個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的感知數(shù)據(jù)感興趣。例如，用戶為了獲得一片植物種植區(qū)域內(nèi)的溫度或濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)。目前，相關(guān)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)區(qū)域查詢算法可分為兩類:基于樹的算法和基于路線的算法。其中，基于樹的算法受網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓挠绊戄^大，而基于路線的算法受其影響則相對較小。本文主要研究的是基于路線的區(qū)域查詢算法，其中假設(shè)區(qū)域內(nèi)的每個節(jié)點(diǎn)都能通過GPS定位技術(shù)知道自身所處的地理位置。具體的研究內(nèi)容如下:
　　(1)改

2、進(jìn)了現(xiàn)有的窗口查詢算法IWQE。IWQE算法中的成員節(jié)點(diǎn)存在不必要的數(shù)據(jù)傳輸和非最佳查詢節(jié)點(diǎn)選擇等問題，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)空洞時，IWQE算法會因找不到下一個查詢節(jié)點(diǎn)（簇頭）而被迫中斷。針對以上IWQE算法中存在的問題，本文提出了改進(jìn)算法IWQE-Ⅱ。IWQE-Ⅱ算法在成員節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時采用雙查詢節(jié)點(diǎn)的方式，讓其成員節(jié)點(diǎn)選擇其中一個距離本節(jié)點(diǎn)較近的查詢節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這樣不僅能減少傳輸?shù)哪芎亩夷芴岣邤?shù)據(jù)收集的速度。此外，IWQE-Ⅱ算法

3、根據(jù)不同情況的空洞問題提出了兩種不同的解決方法。
　　通過仿真實(shí)驗(yàn)表明:IWQE-Ⅱ算法在查詢質(zhì)量和減少能耗等方面比IWQE算法有著更好的效果，而且在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)比較稀疏的情況下，IWQE-Ⅱ算法并不會像IWQE算法那樣頻繁出現(xiàn)查詢中斷的情況。
　　(2)本文提出了一種新的區(qū)域查詢算法GQE，主要適用于傳感器節(jié)點(diǎn)比較密集的目標(biāo)區(qū)域，且是主動型收集目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的感知數(shù)據(jù)。該算法在每一次查詢處理中并不需要收集目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)

4、據(jù)，而是認(rèn)為在同一個虛擬網(wǎng)格中的傳感器節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)是相同的。所以在同一個虛擬網(wǎng)格中只需保留其中一個節(jié)點(diǎn)作為活動節(jié)點(diǎn)，而其它節(jié)點(diǎn)則可以進(jìn)入其它狀態(tài)。其中，活動節(jié)點(diǎn)是根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量等相關(guān)因素選出的。在GQE算法中提出了塊的概念，塊是由若干個虛擬網(wǎng)格組成。塊對外部傳感器節(jié)點(diǎn)來說是一個封閉的結(jié)構(gòu)體，外部節(jié)點(diǎn)只需將查詢信息傳輸?shù)綁K的內(nèi)部，然后塊就會將收集后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠抗?jié)點(diǎn);當(dāng)查詢消息傳入到塊內(nèi)時，由某種機(jī)制選擇出的查詢節(jié)點(diǎn)就會收集塊內(nèi)傳