基于移動(dòng)sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法研究

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1、分類號(hào)TP393密級(jí)重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文MobileSinksforWirelessSensorNetwork——s論文提交日期至Q!至生壘旦論文答辯日期壟Q!至生量旦壟魚旦論文評(píng)閱人2012年5月26日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得重麼自E電太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：鑾玉蘭簽字日期：勁／2年。期彩日學(xué)位論文版權(quán)使用授

2、權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解重廢郵電太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)一重龐郵電態(tài)堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名：鑾玉簽字日期：硼，2年歲月“日蘭導(dǎo)師簽名：似餾簽字日期：④d年r月2Z日重慶郵電大學(xué)碩士論文摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集模式都是假設(shè)基站(sink)是靜止不動(dòng)的，這樣，基站周圍的節(jié)點(diǎn)將擔(dān)負(fù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有負(fù)載，成為網(wǎng)絡(luò)性能的瓶頸，從而縮短了網(wǎng)絡(luò)的壽命。隨后發(fā)展的有分簇

3、和樹路由等機(jī)制，通過多跳的方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥芰扛嗷螂x根節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)，最后再傳輸給基站，但仍然存在著能耗不均衡的問題；這促進(jìn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)sink方式的發(fā)展。本文首先介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、特點(diǎn)、挑戰(zhàn)和應(yīng)用，然后描述傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，并對(duì)該研究所提出的各種數(shù)據(jù)收集方法進(jìn)行分析和總結(jié)。本文以單跳收集數(shù)據(jù)和只有一個(gè)移動(dòng)sink節(jié)點(diǎn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)為主要研究對(duì)象，詳細(xì)介紹了現(xiàn)有的sink節(jié)點(diǎn)沿往復(fù)路線移動(dòng)的數(shù)據(jù)收集方法的原理。然后，本文對(duì)基于移動(dòng)sink的數(shù)據(jù)收集方法中的移動(dòng)路線進(jìn)行了優(yōu)化。提出一種基于環(huán)形移動(dòng)路線的低時(shí)延數(shù)據(jù)收集方法一LDCR(aLow．DelaydataCollectiona

4、pproachbasedonRing．1ikeroutes)，對(duì)原有的往復(fù)路線進(jìn)行改善，使移動(dòng)路線從一條沿原路返回的路線變?yōu)榭梢匝h(huán)移動(dòng)的封閉環(huán)形曲線；并針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和移動(dòng)路線提出了設(shè)計(jì)方案并給出了理論分析和證明。由于路線的優(yōu)化，使得原方案中路線兩端的傳感器節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)分組可以避免長(zhǎng)時(shí)間不能和sink節(jié)點(diǎn)通信的情況，能夠盡快得到傳輸，從而減少數(shù)據(jù)分組的平均端到端時(shí)延和存儲(chǔ)開銷。利用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件對(duì)該數(shù)據(jù)收集方法和沿往復(fù)路線移動(dòng)的方法進(jìn)行仿真和比較。理論分析和仿真結(jié)果均表明，LDCR在分組平均端到端時(shí)延、節(jié)點(diǎn)緩存占用、分組傳遞成功率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量等方面的性能得到整體提升。接著本文研究

5、Tsink節(jié)點(diǎn)的停留機(jī)制和HELLO消息發(fā)送機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)收集方法的影響；并在此基礎(chǔ)上提出一種高效的數(shù)據(jù)收集方法一HEDC(Hi曲-EfficiencyDataCollection)。HEDC通過減tbsink節(jié)點(diǎn)靜止之后的等待時(shí)間最短門限值，使得sink節(jié)點(diǎn)減少不必要的停留；而且每次當(dāng)sink節(jié)點(diǎn)開始靜止的時(shí)候，立即發(fā)送一個(gè)HELLO消息通知傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)分組，然后HELLO消息重新按周期發(fā)送直到下一次靜止，原方法qbHELLO消息的發(fā)送與sink節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。使用OPNET仿真軟件對(duì)該數(shù)據(jù)收集方法與其他相關(guān)方法進(jìn)行仿真和比較。性能分析結(jié)果表明，HEDC在緩存占用、成功率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量等

6、方面的性能都得到提升。最后，本文對(duì)所開展的兩方面研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并闡述了傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法研究的未來方向。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)sink，數(shù)據(jù)收集，路線，時(shí)延重慶郵電大學(xué)碩士論文AbstractAbs仃actThetraditionaldatacollectionmodelsinwirelesssensornetworksassumethatthebasestationiSstatic．SOthesensorsaroundthebasestationwillundertakea11the10adofthenetworks．Thisresultsinthebottleneckoft

7、henetworkperformanceandthereforedecreasethelifetimeofthenetworks．Thesubsequentdevelopedschemeslikeclusteringandtreeroutingtransferdatapacketstothesensorshavingmoreenergyorclosertotherootnodethroughmul