無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集與聚合算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)密集布置在監(jiān)測區(qū)域來獲取有效信息，已有研究表明，傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗主要部分是傳輸能耗，因此如何減少節(jié)點(diǎn)傳輸能耗、減少數(shù)據(jù)冗余成為無線傳感器的研究重點(diǎn)。數(shù)據(jù)聚合技術(shù)作為一種有效減少節(jié)點(diǎn)能耗、延長網(wǎng)絡(luò)生命周期的方法得到了廣泛關(guān)注。因此，如何將數(shù)據(jù)聚合技術(shù)與路由相結(jié)合設(shè)計(jì)有效的路由，對(duì)于減少網(wǎng)絡(luò)能耗、提升網(wǎng)絡(luò)性能意義重大。本文首先對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)聚合的相關(guān)算法進(jìn)行了歸納，分析比較了典型路由協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)。<

2、br>　　針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性及應(yīng)用提出了兩種基于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的和鏈路結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)聚合算法：
　　（1）網(wǎng)格結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于鏈路的數(shù)據(jù)聚合算法。算法將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)均勻網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)能量和與網(wǎng)格中心的距離為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配不同的權(quán)值，權(quán)值大的節(jié)點(diǎn)被選為網(wǎng)格頭節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)格頭節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)收集并聚合網(wǎng)格內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，將網(wǎng)格頭節(jié)點(diǎn)按特定的規(guī)則形成一條閉合鏈路，在網(wǎng)格頭節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的鏈路中結(jié)合節(jié)點(diǎn)與Sink的距離和節(jié)點(diǎn)的剩余能量選舉鏈路頭節(jié)

3、點(diǎn)。聚合數(shù)據(jù)沿循環(huán)鏈路進(jìn)行傳輸，最終由鏈路頭節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合并與Sink節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信。仿真結(jié)果表明，該算法能有效減少節(jié)點(diǎn)能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。
　?。?）網(wǎng)格結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于移動(dòng)Sink的數(shù)據(jù)聚合算法。利用地理信息將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)網(wǎng)格，在網(wǎng)格內(nèi)采用貪婪算法獨(dú)立形成鏈路結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格內(nèi)的鏈路結(jié)構(gòu)各有一個(gè)鏈路頭節(jié)點(diǎn)和鏈路尾節(jié)點(diǎn)，縱坐標(biāo)相同的網(wǎng)格的鏈路首尾相接構(gòu)成一條較長的鏈路，網(wǎng)格內(nèi)的數(shù)據(jù)沿相應(yīng)的鏈路進(jìn)行聚合并最終傳輸給對(duì)應(yīng)的S