傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)及其節(jié)點選擇算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量微型傳感器節(jié)點組成的無線自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送,節(jié)點通常采用的都是計算能力受限的低功耗芯片,不適合進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,因此網(wǎng)絡(luò)中收集到的數(shù)據(jù)需要通過外部網(wǎng)絡(luò)傳送至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。但由于傳感器網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性,在工作范圍內(nèi)不一定能夠和有線網(wǎng)絡(luò)直接進(jìn)行連接,往往需要通過外部無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。因此,如何在多種外部網(wǎng)絡(luò)并存的情況下選擇合適的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)就成為了

2、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中必須要解決的問題。
　　由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身具有的不同于一般無線網(wǎng)絡(luò)的特點,使得一般無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇的相關(guān)研究成果都不能直接適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,而且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域大部分的研究集中在路由選擇、休眠調(diào)度、協(xié)議等方面,對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的研究很少。事實上,隨著無線傳感器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大,網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的需求也會增多,如何根據(jù)不同應(yīng)用的需求選擇并連接合適的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)將成為一個熱門的研究方向。本文針

3、對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中進(jìn)行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)選擇和對應(yīng)的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點選擇兩個問題進(jìn)行了研究,提出了一種基于任務(wù)服務(wù)質(zhì)量(QoS)的下一跳數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)選擇算法和一種基于平均剩余能量的數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點選擇算法。
　　在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)選擇算法中,根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點,我們將具有相似 QoS需求的應(yīng)用進(jìn)行了分類。在此基礎(chǔ)上,通過比較由層次分析法(AHP)計算出的各待選網(wǎng)絡(luò)的判決權(quán)重來選擇最合適的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)。同時根據(jù)簡單加權(quán)法(S

4、AW)選擇出連接該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點。通過和基于簡單加權(quán)法的網(wǎng)絡(luò)選擇算法進(jìn)行的仿真比較可以證明我們的算法具有更高的準(zhǔn)確度,可以在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)相近的情況下選擇出更適合用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò),保證了數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量,同時通過對應(yīng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的選擇也可以在保證網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量的同時均衡節(jié)點的能耗,延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。另一方面,在數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點算法中,我們考慮了由于網(wǎng)關(guān)節(jié)點因任務(wù)類型變換而改變頻繁引起的數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點選擇算法計算量較大的問題,通過利用節(jié)點平均能量對待選