無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動軌跡受限的能量有效數(shù)據(jù)收集方法.pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，使得其可在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋的區(qū)域工作，而數(shù)據(jù)收集作為網(wǎng)絡(luò)最重要的功能由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多樣化部署環(huán)境變的十分困難。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集協(xié)議由于需要考慮不同的網(wǎng)絡(luò)場景，所以需要針對特殊的應(yīng)用場景設(shè)計不同的數(shù)據(jù)收集協(xié)議。
　　本文對基于移動基礎(chǔ)設(shè)施的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行了系統(tǒng)性的調(diào)研，對其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、特點、應(yīng)用前景做了細(xì)致分析，對基于移動基礎(chǔ)設(shè)施的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)收集技術(shù)進

2、行了分類研究。針對目前數(shù)據(jù)收集過程中存在的高能耗、高時延等問題，提出了一種基于移動Sink軌跡受限的最大化降低能耗數(shù)據(jù)收集協(xié)議，并進行了仿真試驗：
　　(1)本文根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及相關(guān)限制條件，提出一種基于移動基礎(chǔ)設(shè)施的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)模型，并且形式化該移動軌跡設(shè)計問題為約束軌跡最大化降低能耗(Maximizing Energy Reduction for Constrained Trajectory, MERC)問

3、題。
　　(2)本文進一步證明MERC問題是NP-Hard問題?；谪澬牟呗蕴岢鲆环N基于移動Sink軌跡受限的最大化降低能耗數(shù)據(jù)收集協(xié)議(Constrained Trajectory based on Maximizing Energy Reduction, CTMER)。協(xié)議分為兩個階段：初始化數(shù)據(jù)收集樹和數(shù)據(jù)收集樹剪枝。本文對該數(shù)據(jù)收集協(xié)議的執(zhí)行過程進行了實例化介紹和分析。之后對 CTMER算法的時間復(fù)雜度進行了分析，證明其算

4、法時間復(fù)雜度是O(n4)。
　　(3)通過Matlab仿真平臺對CTMER、RT-VT、LBDD和QDD四種數(shù)據(jù)收集協(xié)議在全網(wǎng)能耗、全網(wǎng)生存周期、全網(wǎng)總路徑長度等方面進行實驗仿真，并詳細(xì)分析了每種協(xié)議的性能表現(xiàn)。仿真實驗結(jié)果表明，CTMER在能耗方面相對于同類基于移動Sink的無線傳感網(wǎng)絡(luò)分層數(shù)據(jù)收集方法降低了7％左右。
　　綜上所述，本文對基于移動基礎(chǔ)設(shè)施的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集技術(shù)進行了細(xì)致分析和研究，并設(shè)計了一種基于移