基于差分機(jī)制和ASCH算法的WSN節(jié)能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)。它由很多具有集信息采集，數(shù)據(jù)處理和無(wú)線通信為一體的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。各個(gè)節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作，并將采集得到的外界環(huán)境信息進(jìn)行處理，最后將信息傳送給控制中心。在這一過(guò)程都需要消耗能量。而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量有限，且一般都被部署在惡劣的環(huán)境，給節(jié)點(diǎn)重新充電或者更換電池顯然不太可行，所以如何提高能效是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者面臨的重要挑戰(zhàn)?？紤]節(jié)點(diǎn)能量主要消耗在數(shù)據(jù)傳輸上，若是能夠減少數(shù)據(jù)傳

2、輸量，將有望降低能量消耗。此外節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布，所采集得到的數(shù)據(jù)存在很大的時(shí)間和空間相關(guān)性，如果可以去掉冗余數(shù)據(jù)，將達(dá)到節(jié)能目的。盡量延長(zhǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者的主要目標(biāo)。
　　 本文考慮到對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理具有重要意義。引入小波變換中的提升算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，克服傳統(tǒng)的小波變換方法計(jì)算量大，耗時(shí)較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有機(jī)制沒(méi)有考慮到數(shù)據(jù)的時(shí)間相關(guān)性的缺陷，提出一種全新的數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)制——差分機(jī)制，從源頭上消除冗余

3、數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)發(fā)送量。實(shí)驗(yàn)表明，采用提升算法和差分機(jī)制能夠有效去除無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的冗余數(shù)據(jù)，降低節(jié)點(diǎn)的能量消耗，延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。此外，在基于分簇算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，簇頭的能量消耗遠(yuǎn)高于簇內(nèi)成員?？紤]在相應(yīng)簇內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)中產(chǎn)生助理簇頭，由其分擔(dān)簇頭的負(fù)擔(dān)，對(duì)降低簇頭能量消耗具有極大幫助。提出了一種助理簇頭算法(ASCH)，此算法根據(jù)簇頭的自身?xiàng)l件動(dòng)態(tài)的確定簇內(nèi)是否需要產(chǎn)生助理簇頭，以及選擇合適的成員節(jié)點(diǎn)成為助理簇頭。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表