基于網(wǎng)格的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)聚合算法的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成,通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)感知對(duì)象的信息,并發(fā)送給觀察者。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可廣泛應(yīng)用于軍事國(guó)防、城市管理、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等諸多領(lǐng)域。但傳感器節(jié)點(diǎn)的能量有限,傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命有限,因此如何設(shè)計(jì)高效節(jié)能的數(shù)據(jù)處理和路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議、建立具有較好的魯棒性和可擴(kuò)展性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵問(wèn)

2、題之一。
　　 數(shù)據(jù)聚合技術(shù)是指?jìng)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)對(duì)采集到的或接收到的其它傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,消除冗余信息,將多個(gè)分組合并成一個(gè)分組,然后向下一跳轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)聚合技術(shù)可以減少無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)姆纸M數(shù)量,減小sink節(jié)點(diǎn)接收到重復(fù)分組的概率以及提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,具有較好的節(jié)能效果。
　　 網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是基于地理位置構(gòu)建的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格劃分完成后,每個(gè)網(wǎng)格選舉一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為群首,群首可以對(duì)網(wǎng)格內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理,并

3、具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)可以不用建立路由樹(shù),而是直接根據(jù)網(wǎng)格的相對(duì)位置關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)。
　　 本文設(shè)計(jì)了基于網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)聚合協(xié)議。協(xié)議對(duì)網(wǎng)格劃分機(jī)制進(jìn)行了優(yōu)化,提出了基于能量和距離的群首選舉機(jī)制,對(duì)普通監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和群首實(shí)施了不同的休眠機(jī)制,采用RTS/CTS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制,根據(jù)群首有無(wú)可聚合數(shù)據(jù)和是否更接近sink設(shè)置了不同的優(yōu)先級(jí),不同優(yōu)先級(jí)的群首以不同的時(shí)延回復(fù)CTS消息確認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的下一跳。協(xié)議詳細(xì)分析了滿足最大化數(shù)據(jù)聚合