基于能耗均衡的无线传感网移动Sink数据收集技术研究

发布时间：2022-12-08 22:16

　　在无线传感网中,对于如何高效地使用传感器节点的能量来延长网络生命期,依然是其关键问题之一。由于传感器节点携带的能量有限,且无法得到再次的补充,所以在基站附近的节点会因为负载大而导致其采集的数据无法传输给基站。为了缓解静态网络中,基站周围节点的“热区”问题,本文分别提出了基于单Sink和多Sink的无线传感网数据收集的方法。（1）传感网中一种基于能耗均衡树的移动Sink数据收集方案为提升无线传感网的感知效率,设计并实现了一种基于能耗均衡树的移动Sink数据收集方案（ETDC）。首先,为了优化数据上传路径,减少通信能耗,构建能耗均衡树。随后,将该树划分为若干规模相近且能耗差异较小的数据收集子树。各数据收集树的根节点作为遍历节点。Sink的移动轨迹通过遍历节点的位置拟合得到。最后,为进一步降低通信能耗和时延,对部分遍历节点和中继节点的角色进行了调整。仿真结果表明,该算法在能耗均衡和生命期方面具备一定的优势。（2）基于栅格的无线传感网多移动Sink数据收集方案为延长无线传感网的生命期并减少其数据收集延迟,提出了一种基于栅格的多移动Sink数据收集方案。首先,将网络划分为规模一致的矩形栅格,逗留... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 无线传感网概述
        1.1.1 无线传感器网络体系结构
        1.1.2 传感器节点结构
        1.1.3 传感器网络的特点
        1.1.4 传感网的应用
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文的课题来源与本人的工作
    1.4 论文的主要内容和组织结构
第二章 无线传感网数据收集技术的研究
    2.1 相关技术
    2.2 传统的静态数据收集方法
        2.2.1 基于簇的数据收集协议
        2.2.2 基于链的数据收集协议
        2.2.3 基于树的数据收集协议
    2.3 基于移动Sink的数据收集方法
        2.3.1 随机移动策略
        2.3.2 固定移动策略
        2.3.3 可控移动策略
    2.4 两种典型的基于移动Sink数据收集方案
        2.4.1 VGDD算法介绍
        2.4.2 VRDG算法介绍
    2.5 本章总结
第三章 一种基于能耗均衡树的移动Sink数据收集方案
    3.1 建立最小代价数据收集树
    3.2 基于数据收集子树的遍历节点选择
    3.3 基于曲线拟合的Sink移动路径的确定
    3.4 基于Sink移动轨迹的遍历节点调整
    3.5 仿真结果与性能分析
        3.5.1 网络连通性
        3.5.2 网络生命期
        3.5.3 数据传输成功率
        3.5.4 三种基于移动Sink的数据收集方法性能比较
    3.6 本章总结
第四章 基于栅格的无线传感网多移动Sink数据收集方案
    4.1 基于栅格的无线传感网网络模型
    4.2 栅格内数据上传路径的构建
        4.2.1 数据收集树的构建
        4.2.2 信息采集树的构建
    4.3 相邻栅格间中继节点的选择
    4.4 栅格状态的设定与邻居栅格的选择
    4.5 实验结果与分析
    4.6 本章总结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录1 攻读硕士期间撰写的论文
附录2 攻读硕士期间申请的专利
附录3 攻读硕士期间参加的科研项目
附录4 图表清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络中基于PEGASIS协议的改进算法[J]. 余勇昌,韦岗.  电子学报. 2008(07)
[2]在传感器网络中构造延迟限定的最大化生命周期树[J]. 梁俊斌,王建新,陈建二.  电子学报. 2010(02)
[3]时延受限传感器网络移动Sink路径选择方法研究[J]. 郜帅,张宏科.  电子学报. 2011(04)
[4]无线传感器网络中PEGASIS协议的研究与改进[J]. 刘伟强,蒋华,王鑫.  传感技术学报. 2013(12)
[5]无线传感器网络及其应用[J]. 屈峰,杨华,王立军,谢爱荣.  四川兵工学报. 2013(02)
[6]链首节点轮换的无线传感器网络路由算法研究[J]. 吕红芳,张浩.  电子测量与仪器学报. 2013(07)
[7]无线传感器网络中基于树的能量高效分布式精确数据收集算法[J]. 陈零,王建新,张士庚,奎晓燕.  电子学报. 2013(09)
[8]一种新型无线传感器网络数据收集生成树[J]. 李硕,樊建席,王成,王仁喜,张书奎.  小型微型计算机系统. 2012(06)
[9]无人机自组网研究进展综述[J]. 卓琨,张衡阳,郑博,戚云军.  电信科学. 2015(04)
[10]面向能耗均衡的传感网单移动Sink数据收集方法[J]. 沙超,邱建美,陆天宇,王汝传.  北京邮电大学学报. 2016(01)



本文编号：3714233