| 题名 | 无线传感器网络中能量高效的数据收集机制研究 |
| 作者 | 毕艳忠 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-07 |
| 授予单位 | 中国科学院软件研究所 |
| 授予地点 | 软件研究所 |
| 关键词 | 无线传感器网络 数据收集机制 移动策略 能量高效 网络生存时间 |
| 其他题名 | Energy-efficient Data-gathering Mechanisms in Wireless Sensor Networks |
| 中文摘要 | 无线传感器网络集成了计算能力、无线传输能力以及对物理世界的感知能力，具有广泛的应用范畴。在大规模的周期性数据收集型传感器网络中，如何高效的利用传感器节点的能量、保证网络长时间的运行是亟待解决的关键问题之一。然而，大量感知数据向汇聚节点逐步汇集的特性使得靠近汇聚节点的传感器节点成为“热点”，导致它们过早的耗尽能量，严重缩短了网络的生存时间。 本文首先研究在汇聚节点位置固定的场景下如何设计能量高效的数据收集机制，以均衡传感器节点之间的能量消耗，延长网络的生存时间；然后研究在汇聚节点可移动的场景下如何驱动汇聚节点自主的改变收集数据时的停留位置，以达到延长网络生存时间的目的。本文的主要贡献和创新性工作包括以下几点： （1）提出了一种应用于汇聚节点固定的传感器网络的数据收集机制。此机制按到达汇聚节点的跳数将传感器节点分级，并调度各个级别中的节点轮流负责收集全网数据并单跳发送给汇聚节点。此数据收集机制可以使距离汇聚节点远近不同的传感器节点间能量消耗均衡，减轻热点效应的影响，延长网络生存时间。 （2）提出了一种适用于可移动汇聚节点的自主式单步移动策略。在每个数据收集周期中，此策略通过让汇聚节点在能量较高的节点附近选择停留位置进行数据收集，并兼顾对剩余能量较低的节点的影响，以达到均衡节点间能量消耗的目的。此移动策略可以延长网络的生存时间，并对网络形状具有自适应能力。 （3）提出了一种适用于可移动汇聚节点的自主式多步移动策略。此策略在汇聚节点逐步趋近目标节点的过程中采用基于半象限的方法决定移动方向，而在到达目标节点附近时采用基于尝试的方法寻找最佳停留位置。此策略不仅可以延长网络的生存时间，还可适应网络规模较大以及传感器节点分布不均匀的应用环境。 （4）提出了一种基于地理位置信息的路由协议。此路由协议利用传感器节点到达汇聚节点的跳数和地理位置信息进行三级调度，将节点的数据收发操作分散在整个数据收集周期中，从而可以降低节点间的数据发送冲突，提高汇聚节点对全网数据的成功接收率，减少数据重传。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-03-17 |
| 页码 | 123 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.iscas.ac.cn/handle/311060/7606]  |
| 专题 | 软件研究所_中科院软件所_中科院软件所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 毕艳忠. 无线传感器网络中能量高效的数据收集机制研究[D]. 软件研究所. 中国科学院软件研究所. 2007. |
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