基于无线传感网的小气候观测数据收集协议研究

发布时间：2021-12-09 06:59

　　无线传感器网络的应用十分广泛,其廉价、灵活、自组织和易扩展等特点也在小气候观测应用中体现出很大的优势,弥补了自动气象观测站的不足。无线传感器网络的应用最重要的目的就是收集监测对象的数据信息,帮助人们感知客观世界,但是小气候观测数据有着数据海量、时空相关性高等特点,需要根据这些特点设计适宜的网络数据收集协议。本文的主要工作就是通过探索数据的时空相关性来研究基于无线传感器网络的小气候观测数据收集协议：（1）概述了无线传感器网络数据收集技术,对传统数据收集协议进行了综述和分类,分析其面临的挑战；针对小气候观测应用的特点,分析了数据收集协议的设计要求,为进一步研究小气候观测数据收集协议提供准备工作。（2）提出一种基于空间相关性的数据收集协议传感器节点高密度部署在小气候观测区域内,邻近节点间的监测数据具有很高的空间相关性,传输数据中有大量的冗余信息。本文首先提出一种能量感知的分布式抽样的数据收集协议DEAS（Distributed Energy-Aware Sampling protocol）,该协议在保证插值误差精度的情况下充分利用传感器节点的空间相关性,通过迭代竞争机制选出近似最优的抽样节点... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传感器节点模块能量消耗

传感器节点随机地部署在监测区域，通过自组织方式构成网络，节点感知数据，通过多跳的方式将数据传递给基站，用户可以利用因特网查看这些数据，整个网络模型如图3-1所示。此外，对网络模型做如下假设：1)节点部署之后，相对位置固定，不发生移动；2)节点周期性向基站发送数据，频率一致；3)节点知道自己和基站的位置；4)节点时钟同步。20

图3-5节点数据空间相关性表3-]仿真参数设置参数名称 设置参数值节点个数 54传输放大器能耗 10pJ/bit/m2数据处理消耗的能量 5nJ/bit发送及接收数据的能耗 50nJ/bit3.4.2实验结果釆用能量感知的迭代抽样策略，随着迭代次数的增加，节点抽样集合会达到近似最优，使得发送数据的节点尽可能地少；每次迭代的过程中，节点被选择的概率和节点当前的剩余能量相关，能量高的节点就更有可能充当标杆的作用。由能量高的节点向周围的节点发送数据，促进了网络能量的均衡消耗。未发送数据的节点在收到数据包之后对自身数据进行评估，冗佘节点进入休眠从而很大程度上节省了网络的能量。通过下面两幅仿真结果图可以看出DEAS在每一周期选取的抽样节点集合中的节点数量更少，而且在最后一周期数据发送结束后节点剩余能量更高，能量分布更加均匀。抽样

【参考文献】：
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本文编号：3530159