移動(dòng)傳感網(wǎng)中低延遲高可靠數(shù)據(jù)收集協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor network，簡(jiǎn)稱WSN)是一種由大量具有傳感、數(shù)據(jù)，處理、無線通信能力以及能量有限且無法補(bǔ)充的節(jié)點(diǎn)自組織而成的多跳網(wǎng)絡(luò)。近年來，與傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的應(yīng)用在我們現(xiàn)實(shí)生活中不斷的涌現(xiàn)，如醫(yī)學(xué)上對(duì)病人的健康監(jiān)測(cè)等。WSN已成為一種新型的信息采集系統(tǒng)，應(yīng)用于諸多領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。數(shù)據(jù)收集是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)將感知或采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給Sink以供用戶做進(jìn)一步處理的過程。由于不同的數(shù)據(jù)收集協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)生命

2、周期和數(shù)據(jù)收集延遲有很大的影響。因此我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)合理且可行的數(shù)據(jù)收集協(xié)議，使得各節(jié)點(diǎn)保存能量從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的工作時(shí)間，并使得數(shù)據(jù)收集延遲盡可能小。然而，早期的研究者主要是針對(duì)靜態(tài)WSN(即網(wǎng)絡(luò)中不存在移動(dòng)節(jié)點(diǎn))研究數(shù)據(jù)收集協(xié)議。靜態(tài)WSN存在一系列的問題，如容易出現(xiàn)能量空洞等。為了克服靜態(tài)WSN中存在的問題，研究者提出了移動(dòng)傳感網(wǎng)。移動(dòng)傳感網(wǎng)是指無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在具有移動(dòng)能力的節(jié)點(diǎn)。目前，移動(dòng)傳感網(wǎng)中設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)收集協(xié)議仍然存在諸多不

3、足。
　　為此，本文針對(duì)在移動(dòng)傳感網(wǎng)中收集數(shù)據(jù)做進(jìn)一步研究，并在不同的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下設(shè)計(jì)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集協(xié)議。
　　(1)針對(duì)靜態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，利用移動(dòng)數(shù)據(jù)收集器收集數(shù)據(jù)并提出了一種延遲限定的完全非匯聚數(shù)據(jù)收集算法DOTE(delay-constrained datacollection without aggregation)。該算法在構(gòu)建的最短路徑樹上選取采集點(diǎn)和逗留點(diǎn)，使得逗留點(diǎn)盡可能的向Sink靠近。仿真實(shí)驗(yàn)證明，DO

4、TE算法不僅能夠延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，而且能夠縮短移動(dòng)數(shù)據(jù)收集器收集數(shù)據(jù)游走的路徑長(zhǎng)度從而縮短數(shù)據(jù)收集延遲。
　　(2)針對(duì)Sink和節(jié)點(diǎn)都是隨機(jī)移動(dòng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了一種基于定向角度路由數(shù)據(jù)收集算法ROAR(random orientation angle routing datacollection algorithm)。節(jié)點(diǎn)通過預(yù)測(cè)算法確定移動(dòng)Sink的位置，并采用定向角度的路由策略來傳輸數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)快速將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給