基于RN的移動(dòng)sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)是集數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)收集的方式和數(shù)據(jù)傳輸過程中的能耗管理是制約無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的核心問題，目前提出的收集協(xié)議多以靜態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)為研究對象，而忽略了具有一定移動(dòng)能力的特殊的sink節(jié)點(diǎn)，采用移動(dòng)sink（MS）可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)的生存周期，然而，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也會(huì)隨著 sink的移動(dòng)而動(dòng)態(tài)的變化，不利于數(shù)據(jù)收集的穩(wěn)定進(jìn)行，所以

2、，考慮在網(wǎng)絡(luò)中加入了一類特殊的會(huì)合節(jié)點(diǎn)（RN），即基于RN的MS型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這樣即能夠保證網(wǎng)絡(luò)的連通性，又可以均衡傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗，延長整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期，因此，通過對現(xiàn)有的移動(dòng) sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集協(xié)議進(jìn)行深入的研究分析和比較，本文著重研究了基于RN的移動(dòng)sink無線傳感器數(shù)據(jù)收集協(xié)議，主要工作如下：
　?。?）結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境，完成對城市環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)收集協(xié)議部分的設(shè)計(jì)，利用公交車作為移動(dòng)sink節(jié)點(diǎn)

3、的運(yùn)載設(shè)備，是一款固定MS移動(dòng)軌跡的數(shù)據(jù)收集協(xié)議IM-RN，可以有效的平衡節(jié)能和傳輸質(zhì)量之間關(guān)系。
　?。?）針對RN缺少有效判定的現(xiàn)狀，改進(jìn)了RN的選取算法，在原基礎(chǔ)上引入了時(shí)間優(yōu)化因子Iv，通過延長RN與移動(dòng)sink的通信時(shí)間來增大周期網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸量；而且，利用最大化獨(dú)立集合權(quán)重的算法錯(cuò)開各個(gè)RNs與MS的通信時(shí)段，防止多個(gè)RNs同時(shí)向MS發(fā)送數(shù)據(jù)造成信道競爭而進(jìn)行擁塞控制，減少數(shù)據(jù)沖突，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸效率。
　　（

4、3）為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率，根據(jù) RN的數(shù)據(jù)處理能力來改進(jìn)對節(jié)點(diǎn)競爭值的定義，采用基于競爭值的不均衡數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制，簇頭以競爭值作為傳輸判斷標(biāo)準(zhǔn)來選擇合適的RN作為發(fā)送目標(biāo)，并控制轉(zhuǎn)發(fā)給它的數(shù)據(jù)量。
　?。?）針對基于 RN的數(shù)據(jù)收集協(xié)議存在的能耗過大問題，給出網(wǎng)絡(luò)特殊節(jié)點(diǎn)的更換機(jī)制，簇首和RN可以根據(jù)能量閾值與普通的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行角色輪換，平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；此外，結(jié)合簡化的不均衡分簇算法，有效地解決了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的能量空洞問題，延長