無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集與路由協(xié)議研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信和集成電路的發(fā)展，體積小，智能和廉價(jià)的無(wú)線傳感器裝置應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，這些傳感器節(jié)點(diǎn)就能植入到方便人攜帶的多種設(shè)備中，大量的這些移動(dòng)設(shè)備可以組成一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，由于通信半徑的限制，節(jié)點(diǎn)之間是通過(guò)多跳轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的，因此數(shù)據(jù)收集和路由協(xié)議是其重要的組成部分。但是，由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的上述特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的路由協(xié)議不能有效地應(yīng)用。盡管現(xiàn)今已取得了一些初步的研究成果，但現(xiàn)有的研究成果都有其特定

2、的環(huán)境，無(wú)法提供完善的、綜合性的路由解決方案，這就為無(wú)線自組網(wǎng)中的數(shù)據(jù)收集和路由技術(shù)研究留下了非常廣闊的空間。
　　 本文針對(duì)無(wú)線傳感器自組織網(wǎng)絡(luò)中具有代表性的延遲容忍傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)車載自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)、全面地分析和總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上深入細(xì)致地研究了相關(guān)的數(shù)據(jù)收集和路由協(xié)議，取得了若干創(chuàng)新和成果。本文的主要貢獻(xiàn)包括：
　　 1．針對(duì)人類活動(dòng)有規(guī)律性的特點(diǎn)，提出了一個(gè)基于日程表的路由協(xié)議--ARP，該協(xié)議使用人類的日

3、志和他們的社會(huì)關(guān)系來(lái)制定路由?，F(xiàn)實(shí)生活中的人有各種社會(huì)角色，一些人活動(dòng)可能更頻繁而且與sink節(jié)點(diǎn)有更頻繁的聯(lián)系，因此，在ARP中將節(jié)點(diǎn)劃分等級(jí)。ARP根據(jù)兩個(gè)變量決定路由，兩個(gè)變量分別為傳感器節(jié)點(diǎn)的傳輸?shù)燃?jí)和相遇時(shí)間值。此外，ARP也使用了信息生存時(shí)間，系統(tǒng)將丟棄超時(shí)的信息以減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。我對(duì)ARP的有效性進(jìn)行了建模分析，并且將ARP的性能與以前的一些協(xié)議進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)證明，ARP能提高網(wǎng)絡(luò)壽命，信息遞交率，同時(shí)降低傳輸負(fù)載和數(shù)據(jù)傳

4、輸延遲。
　　 2．提出了一種基于分布式群組移動(dòng)的事件分類傳輸策略GMED(distributed group mobility adaptive event delivery)?；舅枷胧峭ㄟ^(guò)有效的發(fā)現(xiàn)和利用傳感器節(jié)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形成的群組，從而建立基于群組的事件分類傳輸模型，改善數(shù)據(jù)傳輸性能。其中群組的轉(zhuǎn)發(fā)是依據(jù)各自與匯聚點(diǎn)的機(jī)會(huì)概率按照多副本方式進(jìn)行，而群內(nèi)的事件傳輸則是基于各成員節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定鄰居集，建立傳輸路徑并以單副本方

5、式進(jìn)行。隊(duì)列管理則根據(jù)事件的優(yōu)先級(jí)來(lái)決定遞交的優(yōu)先順序和丟棄原則，此外引入冗余副本控制機(jī)制來(lái)優(yōu)化副本管理及降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。模擬試驗(yàn)表明，GMED能以較低的數(shù)據(jù)傳輸能耗和傳輸延遲獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸成功率，且網(wǎng)絡(luò)壽命相對(duì)較長(zhǎng)。
　　 3．在本文中，針對(duì)異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收集，提出了一種適用于長(zhǎng)期生存的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分布式簇算法(DCB)。DCB采用一種有效的能量節(jié)約機(jī)制，該機(jī)制能均衡節(jié)點(diǎn)負(fù)載，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命，并且DCB適用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。