面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)匯聚研究與應(yīng)用.pdf

1、微電子、計(jì)算機(jī)和無(wú)線通信等技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)了低功耗多功能傳感器的快速發(fā)展,使其在微小體積內(nèi)能夠集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無(wú)線通信等多種功能。這些微型傳感器通過(guò)自組織方式就構(gòu)成了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)快捷、靈活等諸多優(yōu)點(diǎn),有很高的研究?jī)r(jià)值和十分廣闊的應(yīng)用前景,在軍事、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市管理、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)和搶險(xiǎn)救災(zāi)等許多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用,現(xiàn)在已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量、計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力

2、、通信能力受到嚴(yán)重的限制。研究表明數(shù)據(jù)傳輸消耗了總能量的70％,所以必須合理利用能量,努力延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作壽命。而原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中有大量冗余信息,通過(guò)數(shù)據(jù)匯聚來(lái)減少數(shù)據(jù)傳輸量是減少能耗最重要的技術(shù)之一。 針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量和計(jì)算能力嚴(yán)重受限等問(wèn)題,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)的研究,本文提出了一種面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)匯聚模型及實(shí)現(xiàn)方法。該數(shù)據(jù)匯聚模型適合大規(guī)模的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),利用傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有限的計(jì)算能力對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步

3、分類,從而減小網(wǎng)絡(luò)通信量。在數(shù)據(jù)通信階段,提出了基于區(qū)域最小生成樹(shù)的匯聚路由協(xié)議(RMCS),RMCS協(xié)議使剩余能量多、傳輸能力強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)作為區(qū)域樹(shù)的根節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)與其它區(qū)域簇首或基站(sink)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。RMCS協(xié)議可以平衡子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,使通信開(kāi)銷分布到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)平衡網(wǎng)絡(luò)的能量開(kāi)銷,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期。 本文通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)匯聚模型的性能進(jìn)行了分析和評(píng)估,仿真結(jié)果表明：該數(shù)據(jù)匯聚模型可以很好地平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的