無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中多移動(dòng)節(jié)點(diǎn)輔助的數(shù)據(jù)收集研究.pdf

1、近年來(lái)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)因其具有降低網(wǎng)絡(luò)能耗的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用多跳進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，靠近匯聚點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)需傳輸自身和遠(yuǎn)方節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，耗能更快，提前死亡，產(chǎn)生拓?fù)淇斩?。網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)在空洞上匯聚傳輸，大量消耗空洞表面上傳感節(jié)點(diǎn)的有限能量，致使節(jié)點(diǎn)迅速死亡，空洞進(jìn)一步擴(kuò)張，嚴(yán)重時(shí)引起網(wǎng)絡(luò)斷層。
　　為解決多跳帶來(lái)的問(wèn)題，研究者引入移動(dòng)節(jié)點(diǎn)掃描傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。掃描過(guò)程中，傳感節(jié)點(diǎn)不必中繼其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從而節(jié)省能量

2、，平衡網(wǎng)絡(luò)能耗。使用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)圍繞拓?fù)淇斩催\(yùn)行，減少流經(jīng)空洞的數(shù)據(jù)量，可有效地抑制網(wǎng)絡(luò)空洞的擴(kuò)張，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)長(zhǎng)。但是，和多跳傳輸相比，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳感節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳輸速率，數(shù)據(jù)收集時(shí)延極高，降低了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的適用性。因此，在平衡網(wǎng)絡(luò)能耗的前提下，縮短移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集時(shí)延，對(duì)于移動(dòng)收集的研究和應(yīng)用至關(guān)重要。
　　本文主要從以上方面來(lái)研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)輔助的數(shù)據(jù)收集算法。

3、首先提出了一個(gè)基于同心圓軌道的多移動(dòng)節(jié)點(diǎn)輔助的數(shù)據(jù)收集方案，在均衡網(wǎng)絡(luò)能耗的前提下，減少數(shù)據(jù)收集時(shí)延。隨后將該方案進(jìn)一步拓展至三維環(huán)境中，利用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)抑制網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)淇斩吹臄U(kuò)張，輔助數(shù)據(jù)收集，降低網(wǎng)絡(luò)能耗，提高網(wǎng)絡(luò)連通度，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)長(zhǎng)。
　　論文的主要工作，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　1)提出基于多移動(dòng)節(jié)點(diǎn)輔助的數(shù)據(jù)收集方案。在分析了已有的軌道規(guī)劃方案后，發(fā)現(xiàn)，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的路徑規(guī)劃為同心圓軌道時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能定期相遇，中繼數(shù)據(jù)

4、，從而縮短數(shù)據(jù)被攜帶的時(shí)間，降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延。
　　2)研究基于三維網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇斩礄z測(cè)機(jī)制。已有的三維空洞檢測(cè)機(jī)制在探測(cè)過(guò)程中將產(chǎn)生大量能耗，本文提出一個(gè)基于分簇的拓?fù)淇斩礄z測(cè)算法，能顯著降低網(wǎng)絡(luò)能耗，還能調(diào)整探測(cè)結(jié)果的精確度。
　　3)設(shè)計(jì)多移動(dòng)節(jié)點(diǎn)輔助的三維數(shù)據(jù)收集方案。結(jié)合已有的研究結(jié)果，獲取到拓?fù)淇斩吹奈恢眯螤詈?，?jì)算空洞的外切球，設(shè)置多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在外切球上運(yùn)行，收集傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，降低空洞上的數(shù)據(jù)量，防止空洞的進(jìn)一