基于RN的移動sink無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)收集協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks,WSN)是集數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸于一體的復雜系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)收集的方式和數(shù)據(jù)傳輸過程中的能耗管理是制約無線傳感器網(wǎng)絡應用的核心問題，目前提出的收集協(xié)議多以靜態(tài)傳感器網(wǎng)絡為研究對象，而忽略了具有一定移動能力的特殊的sink節(jié)點，采用移動sink（MS）可以有效地提高網(wǎng)絡的生存周期，然而，網(wǎng)絡拓撲結構也會隨著 sink的移動而動態(tài)的變化，不利于數(shù)據(jù)收集的穩(wěn)定進行，所以

2、，考慮在網(wǎng)絡中加入了一類特殊的會合節(jié)點（RN），即基于RN的MS型無線傳感器網(wǎng)絡，這樣即能夠保證網(wǎng)絡的連通性，又可以均衡傳感器節(jié)點的能量消耗，延長整個網(wǎng)絡的生命周期，因此，通過對現(xiàn)有的移動 sink無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)收集協(xié)議進行深入的研究分析和比較，本文著重研究了基于RN的移動sink無線傳感器數(shù)據(jù)收集協(xié)議，主要工作如下：
　?。?）結合實際的應用環(huán)境，完成對城市環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)收集協(xié)議部分的設計，利用公交車作為移動sink節(jié)點

3、的運載設備，是一款固定MS移動軌跡的數(shù)據(jù)收集協(xié)議IM-RN，可以有效的平衡節(jié)能和傳輸質(zhì)量之間關系。
　?。?）針對RN缺少有效判定的現(xiàn)狀，改進了RN的選取算法，在原基礎上引入了時間優(yōu)化因子Iv，通過延長RN與移動sink的通信時間來增大周期網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸量；而且，利用最大化獨立集合權重的算法錯開各個RNs與MS的通信時段，防止多個RNs同時向MS發(fā)送數(shù)據(jù)造成信道競爭而進行擁塞控制，減少數(shù)據(jù)沖突，提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸效率。
　　（

4、3）為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率，根據(jù) RN的數(shù)據(jù)處理能力來改進對節(jié)點競爭值的定義，采用基于競爭值的不均衡數(shù)據(jù)分發(fā)機制，簇頭以競爭值作為傳輸判斷標準來選擇合適的RN作為發(fā)送目標，并控制轉發(fā)給它的數(shù)據(jù)量。
　?。?）針對基于 RN的數(shù)據(jù)收集協(xié)議存在的能耗過大問題，給出網(wǎng)絡特殊節(jié)點的更換機制，簇首和RN可以根據(jù)能量閾值與普通的傳感器節(jié)點進行角色輪換，平衡網(wǎng)絡負載；此外，結合簡化的不均衡分簇算法，有效地解決了無線傳感器網(wǎng)絡中的能量空洞問題，延長