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

1、無線傳感器網(wǎng)絡作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎，將實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)絡應用的前提是高效的收集數(shù)據(jù)，即傳感器節(jié)點將通信范圍內的數(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，并且有效的降低數(shù)據(jù)傳輸時延，延長網(wǎng)絡生命周期。但是，由于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點體積小、能量受限以及多跳傳輸?shù)牟环€(wěn)定性將嚴重影響數(shù)據(jù)收集的性能，因此設計有效的數(shù)據(jù)收集算法在完成數(shù)據(jù)收集功能的同時有效的優(yōu)化各項性能指標具有十分重要的研究

2、意義。
　　本文充分調研了無線傳感器網(wǎng)絡相關文獻，分析了無線傳感器網(wǎng)絡的結構以及相應特點，對數(shù)據(jù)收集的應用模式以及傳遞模式進行了重點剖析，提出了采用可移動節(jié)點的數(shù)據(jù)收集方案，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：
　?。?）在研究現(xiàn)有的基于分簇的數(shù)據(jù)收集方法基礎上，提出了一種使用可移動節(jié)點的數(shù)據(jù)收集機制。首先提出一種新的分簇算法—最大化緩沖溢出時間分簇(Time-High-Overflow-Based Dominating, THD),根

3、據(jù)網(wǎng)絡中節(jié)點的采樣率和內存，將傳感器網(wǎng)絡分成若干個簇；其次，提出了臨時緩存機制(Temporary Cache Mechanism, TCM)來進一步緩解緩存溢出問題；最后，為了設計移動基站的最優(yōu)路徑，提出了基于簇頭的最小權值協(xié)議(Dominating- Based Minimum Weighted Sum, DMWS)。
　　（2）在調研現(xiàn)有的基于可移動節(jié)點的數(shù)據(jù)收集方法基礎上，發(fā)現(xiàn)單個可移動節(jié)點的方案不能很好的滿足某些應用的需

4、求，在靈活性以及實時性方面存在明顯劣勢，故提出了一種基于多個可移動節(jié)點的數(shù)據(jù)收集方法。首先，網(wǎng)絡自組織生成樹形結構收集數(shù)據(jù)，當靠近基站的節(jié)點在耗盡能量后將網(wǎng)絡分割成若干個子網(wǎng)絡，基站分派多個可移動節(jié)點到相應子網(wǎng)中收集數(shù)據(jù)。然后，采用組合替換(Combine Skip-Or-Substitute, CS)算法給每一個可移動節(jié)點設計一條最優(yōu)路徑。最后，可移動節(jié)點間采用協(xié)作算法(Mobile-nodes Collaboration, MC)將