環(huán)形無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集策略研究.pdf

1、環(huán)形無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集策略研究DataGatheringMethodinRingshapedWirelessSenswks學(xué)科專業(yè)：電氣工程研究生：張建指導(dǎo)教師：劉麗萍副教授天津大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院二零一二年十一月摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是與應(yīng)用有關(guān)的、以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。有效的數(shù)據(jù)收集是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實現(xiàn)的基礎(chǔ)。由于傳感器本身及應(yīng)用環(huán)境的限制，能量有效是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集協(xié)議首要考慮因素。數(shù)據(jù)收集型網(wǎng)絡(luò)多對一的數(shù)據(jù)流特征，容易使網(wǎng)絡(luò)局

2、部區(qū)域的能耗過高，形成能量空洞。能量空洞問題的存在，造成網(wǎng)絡(luò)能量的嚴(yán)重浪費，極大降低網(wǎng)絡(luò)整體壽命。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)模型是現(xiàn)有無線傳感器數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡(luò)多采用的模型。本文的工作圍繞有效延長網(wǎng)絡(luò)壽命和均衡能耗的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集策略展開。論文主要工作及創(chuàng)新性成果包括：（1）通過對周期性數(shù)據(jù)收集無線傳感器環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的能量消耗和網(wǎng)絡(luò)壽命進行分析探討，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)壽命為距離Sink節(jié)點最近的環(huán)內(nèi)節(jié)點的使用壽命，其壽命大小取決于距離Sink節(jié)點最近的圓環(huán)寬度。（2）針

3、對環(huán)形數(shù)據(jù)收集型網(wǎng)絡(luò)，提出了能耗均衡的非均勻環(huán)內(nèi)分簇的數(shù)據(jù)收集策略。網(wǎng)絡(luò)根據(jù)理論分析結(jié)果確定環(huán)內(nèi)的簇數(shù)和簇首競爭概率，并以此為依據(jù)進行環(huán)內(nèi)分簇、簇信息融合及簇首間數(shù)據(jù)傳輸。該算法以外環(huán)節(jié)點的簇內(nèi)傳輸能量消耗為代價平衡內(nèi)環(huán)節(jié)點的能量消耗，進而延長網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。仿真結(jié)果表明，環(huán)內(nèi)分簇網(wǎng)絡(luò)的使用壽命取決于各環(huán)簇數(shù)和信息融合率，相對于同構(gòu)數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的使用壽命提高67%?？紤]實際應(yīng)用情況，本文又提出了扇區(qū)分簇、定時輪轉(zhuǎn)的簡化策略。（3）