無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中多移動節(jié)點輔助的數(shù)據(jù)收集研究.pdf

1、近年來，移動節(jié)點因其具有降低網(wǎng)絡(luò)能耗的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用多跳進行數(shù)據(jù)收集，靠近匯聚點的節(jié)點需傳輸自身和遠方節(jié)點的數(shù)據(jù)，耗能更快，提前死亡，產(chǎn)生拓?fù)淇斩?。網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)在空洞上匯聚傳輸，大量消耗空洞表面上傳感節(jié)點的有限能量，致使節(jié)點迅速死亡，空洞進一步擴張，嚴(yán)重時引起網(wǎng)絡(luò)斷層。
　　為解決多跳帶來的問題，研究者引入移動節(jié)點掃描傳感節(jié)點的數(shù)據(jù)。掃描過程中，傳感節(jié)點不必中繼其他節(jié)點的數(shù)據(jù)，從而節(jié)省能量

2、，平衡網(wǎng)絡(luò)能耗。使用移動節(jié)點維護網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌O(shè)置一個或多個移動節(jié)點圍繞拓?fù)淇斩催\行，減少流經(jīng)空洞的數(shù)據(jù)量，可有效地抑制網(wǎng)絡(luò)空洞的擴張，延長網(wǎng)絡(luò)生存時長。但是，和多跳傳輸相比，移動節(jié)點的移動速率遠遠小于傳感節(jié)點的無線傳輸速率，數(shù)據(jù)收集時延極高，降低了移動節(jié)點的適用性。因此，在平衡網(wǎng)絡(luò)能耗的前提下，縮短移動節(jié)點的數(shù)據(jù)收集時延，對于移動收集的研究和應(yīng)用至關(guān)重要。
　　本文主要從以上方面來研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于移動節(jié)點輔助的數(shù)據(jù)收集算法。

3、首先提出了一個基于同心圓軌道的多移動節(jié)點輔助的數(shù)據(jù)收集方案，在均衡網(wǎng)絡(luò)能耗的前提下，減少數(shù)據(jù)收集時延。隨后將該方案進一步拓展至三維環(huán)境中，利用移動節(jié)點抑制網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)淇斩吹臄U張，輔助數(shù)據(jù)收集，降低網(wǎng)絡(luò)能耗，提高網(wǎng)絡(luò)連通度，延長網(wǎng)絡(luò)生存時長。
　　論文的主要工作，體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　1)提出基于多移動節(jié)點輔助的數(shù)據(jù)收集方案。在分析了已有的軌道規(guī)劃方案后，發(fā)現(xiàn)，將移動節(jié)點的路徑規(guī)劃為同心圓軌道時，移動節(jié)點能定期相遇，中繼數(shù)據(jù)

4、，從而縮短數(shù)據(jù)被攜帶的時間，降低數(shù)據(jù)傳輸時延。
　　2)研究基于三維網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇斩礄z測機制。已有的三維空洞檢測機制在探測過程中將產(chǎn)生大量能耗，本文提出一個基于分簇的拓?fù)淇斩礄z測算法，能顯著降低網(wǎng)絡(luò)能耗，還能調(diào)整探測結(jié)果的精確度。
　　3)設(shè)計多移動節(jié)點輔助的三維數(shù)據(jù)收集方案。結(jié)合已有的研究結(jié)果，獲取到拓?fù)淇斩吹奈恢眯螤詈?，計算空洞的外切球，設(shè)置多個移動節(jié)點在外切球上運行，收集傳感節(jié)點的數(shù)據(jù)，降低空洞上的數(shù)據(jù)量，防止空洞的進一