面向能耗均衡的無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)聚合技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由具有感知、計(jì)算和通信能力的節(jié)點(diǎn)組成。通過(guò)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這些節(jié)點(diǎn)設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)空間連通到了現(xiàn)實(shí)的物理世界。這種連通的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)會(huì)尋求并且利用任何可能的通信路徑在節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)多跳來(lái)尋找其目的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)這些節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)互通，無(wú)線傳感網(wǎng)能夠傳輸例如溫度，聲音，圖像等許多數(shù)據(jù)，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。但節(jié)點(diǎn)體積很小，從而限制了其電池容量、存儲(chǔ)空間和計(jì)算處理能力，而現(xiàn)代無(wú)線傳感網(wǎng)內(nèi)收集到的信息處理要求高、數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型也不相同，

2、因此在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中引入數(shù)據(jù)聚合技術(shù)以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量，在層簇式數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中保持每層或每簇能耗均衡來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。
　　距離基站越遠(yuǎn)，節(jié)點(diǎn)把數(shù)據(jù)傳回基站消耗的能量越大，其生命周期就越短。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文首先將節(jié)點(diǎn)按照距離基站的遠(yuǎn)近分成內(nèi)外兩個(gè)區(qū)域。內(nèi)區(qū)域間節(jié)點(diǎn)向上逐層聚合并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，最終由頂層節(jié)點(diǎn)聚合完所有數(shù)據(jù)后把信息發(fā)給基站。此方法可以避免分簇?cái)?shù)據(jù)聚合中所有簇頭節(jié)點(diǎn)直接傳輸數(shù)據(jù)給基站所造成的能量代價(jià)高的缺點(diǎn)；外區(qū)域分成非均勻

3、大小的簇，每個(gè)簇由簇頭收集數(shù)據(jù)后逐層向上聚合轉(zhuǎn)發(fā)。該方法可避免距離基站較遠(yuǎn)處的簇頭節(jié)點(diǎn)與基站直接通信的巨大能耗。仿真實(shí)驗(yàn)表明，本方法同MTP算法和CDFUD算法相比，能夠較好地均衡各層能耗，有效節(jié)約總能量。其次，針對(duì)在混合無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收集過(guò)程中由于數(shù)據(jù)類型的不同造成的收集效率低下，節(jié)點(diǎn)能耗不均等問(wèn)題，提出一種新的收集協(xié)議。將網(wǎng)絡(luò)劃分為面積不相等的網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格中引入主次簇頭分別構(gòu)建針對(duì)矢量和標(biāo)量信息的數(shù)據(jù)收集路徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，同