基于可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收集算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，將實(shí)際存在的客觀世界與虛擬的信息數(shù)據(jù)世界緊密的聯(lián)系在一起。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的前提是高效的收集數(shù)據(jù)，即傳感器節(jié)點(diǎn)將通信范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集起來，采用合適的路由算法將數(shù)據(jù)傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)，并且有效的降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。但是，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)體積小、能量受限以及多跳傳輸?shù)牟环€(wěn)定性將嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)收集的性能，因此設(shè)計(jì)有效的數(shù)據(jù)收集算法在完成數(shù)據(jù)收集功能的同時(shí)有效的優(yōu)化各項(xiàng)性能指標(biāo)具有十分重要的研究

2、意義。
　　本文充分調(diào)研了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)文獻(xiàn)，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)特點(diǎn)，對數(shù)據(jù)收集的應(yīng)用模式以及傳遞模式進(jìn)行了重點(diǎn)剖析，提出了采用可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集方案，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
　?。?）在研究現(xiàn)有的基于分簇的數(shù)據(jù)收集方法基礎(chǔ)上，提出了一種使用可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集機(jī)制。首先提出一種新的分簇算法—最大化緩沖溢出時(shí)間分簇(Time-High-Overflow-Based Dominating, THD),根

3、據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的采樣率和內(nèi)存，將傳感器網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)簇；其次，提出了臨時(shí)緩存機(jī)制(Temporary Cache Mechanism, TCM)來進(jìn)一步緩解緩存溢出問題；最后，為了設(shè)計(jì)移動(dòng)基站的最優(yōu)路徑，提出了基于簇頭的最小權(quán)值協(xié)議(Dominating- Based Minimum Weighted Sum, DMWS)。
　?。?）在調(diào)研現(xiàn)有的基于可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集方法基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)單個(gè)可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的方案不能很好的滿足某些應(yīng)用的需

4、求，在靈活性以及實(shí)時(shí)性方面存在明顯劣勢，故提出了一種基于多個(gè)可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集方法。首先，網(wǎng)絡(luò)自組織生成樹形結(jié)構(gòu)收集數(shù)據(jù)，當(dāng)靠近基站的節(jié)點(diǎn)在耗盡能量后將網(wǎng)絡(luò)分割成若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，基站分派多個(gè)可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到相應(yīng)子網(wǎng)中收集數(shù)據(jù)。然后，采用組合替換(Combine Skip-Or-Substitute, CS)算法給每一個(gè)可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一條最優(yōu)路徑。最后，可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)間采用協(xié)作算法(Mobile-nodes Collaboration, MC)將