基于Sink移動(dòng)策略的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）中的“多對(duì)一”通信方式導(dǎo)致了靜態(tài)的Sink節(jié)點(diǎn)周圍的傳感器節(jié)點(diǎn)存在“熱區(qū)”問(wèn)題，所以研究者們?cè)赪SN中引入移動(dòng)因素，以緩解“熱區(qū)”問(wèn)題。在基于移動(dòng)Sink的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)收集方式與Sink移動(dòng)策略直接影響網(wǎng)絡(luò)的整體性能，因此，設(shè)計(jì)一種有效的Sink移動(dòng)策略，高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，能均衡節(jié)點(diǎn)能耗以緩解網(wǎng)絡(luò)“熱區(qū)”問(wèn)題，縮短移動(dòng)Sink遍歷網(wǎng)絡(luò)的周期，減少數(shù)據(jù)收集

2、時(shí)延，成為WSN研究的重要問(wèn)題之一。
　　本文在研究了基于移動(dòng) Sink的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分析了節(jié)點(diǎn)能量、節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)量和Sink移動(dòng)策略對(duì)基于移動(dòng)Sink無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的影響，并以節(jié)點(diǎn)能量和采集數(shù)據(jù)量為設(shè)計(jì)Sink移動(dòng)策略的關(guān)鍵因子，為移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一種有效的移動(dòng)策略以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。
　　為了緩解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)分布不均勻、傳感器節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)量不同而造成能耗不均衡、“熱區(qū)”等問(wèn)題，提出

3、了基于雙鏈遺傳算法的移動(dòng)Sink路徑規(guī)劃算法。首先，通過(guò)監(jiān)測(cè)區(qū)域網(wǎng)格化，在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)分布若干個(gè)移動(dòng) Sink候選訪問(wèn)站點(diǎn)，Sink在每個(gè)網(wǎng)格中選擇一個(gè)站點(diǎn)停留收集網(wǎng)格中節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。然后，分析所有傳感器節(jié)點(diǎn)的生命周期與Sink站點(diǎn)選擇的關(guān)系，建立權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)生命周期和Sink移動(dòng)路徑的優(yōu)化模型。最后，使用雙鏈遺傳算法規(guī)劃移動(dòng) Sink遍歷網(wǎng)格的順序和選擇每網(wǎng)格中移動(dòng)Sink訪問(wèn)站點(diǎn)，得到移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)遍歷所有網(wǎng)格收集數(shù)據(jù)的路徑。仿真結(jié)果表明，

4、該算法能很好地均衡節(jié)點(diǎn)能耗與緩解“熱區(qū)”問(wèn)題，延遲網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　針對(duì)基于雙鏈遺傳算法的移動(dòng) Sink路徑規(guī)劃算法的網(wǎng)絡(luò)模型求解困難問(wèn)題與遺傳算法時(shí)間復(fù)雜度較大問(wèn)題，提出了基于 Floyd算法的移動(dòng) Sink路徑選擇算法。該算法簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)模型，基于此簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)模型建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上根據(jù)Floyd算法對(duì)數(shù)學(xué)模型在進(jìn)行簡(jiǎn)化，并且易于求解。仿真結(jié)果表明，基于雙鏈遺傳算法的移動(dòng)Sink路徑規(guī)劃算法與基于Floyd算法的移動(dòng)Si