面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)匯聚研究與應(yīng)用.pdf

1、微電子、計算機和無線通信等技術(shù)的進步,推動了低功耗多功能傳感器的快速發(fā)展,使其在微小體積內(nèi)能夠集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能。這些微型傳感器通過自組織方式就構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)快捷、靈活等諸多優(yōu)點,有很高的研究價值和十分廣闊的應(yīng)用前景,在軍事、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市管理、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測和搶險救災(zāi)等許多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用,現(xiàn)在已經(jīng)引起了學術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量、計算能力、存儲能力

2、、通信能力受到嚴重的限制。研究表明數(shù)據(jù)傳輸消耗了總能量的70％,所以必須合理利用能量,努力延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作壽命。而原始監(jiān)測數(shù)據(jù)中有大量冗余信息,通過數(shù)據(jù)匯聚來減少數(shù)據(jù)傳輸量是減少能耗最重要的技術(shù)之一。 針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量和計算能力嚴重受限等問題,通過對數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)的研究,本文提出了一種面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)匯聚模型及實現(xiàn)方法。該數(shù)據(jù)匯聚模型適合大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),利用傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有限的計算能力對原始數(shù)據(jù)進行初步

3、分類,從而減小網(wǎng)絡(luò)通信量。在數(shù)據(jù)通信階段,提出了基于區(qū)域最小生成樹的匯聚路由協(xié)議(RMCS),RMCS協(xié)議使剩余能量多、傳輸能力強的節(jié)點作為區(qū)域樹的根節(jié)點,負責與其它區(qū)域簇首或基站(sink)進行數(shù)據(jù)通信。RMCS協(xié)議可以平衡子節(jié)點的數(shù)量,使通信開銷分布到整個網(wǎng)絡(luò)來平衡網(wǎng)絡(luò)的能量開銷,延長網(wǎng)絡(luò)生存周期。 本文通過仿真實驗對數(shù)據(jù)匯聚模型的性能進行了分析和評估,仿真結(jié)果表明：該數(shù)據(jù)匯聚模型可以很好地平衡網(wǎng)絡(luò)負載,提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的