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1、碩士學(xué)位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)數(shù)據(jù)收集方案研究作者姓名林佩航學(xué)科專業(yè)通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師劉徐迅副教授所在學(xué)院電子與信息學(xué)院論文提交日期2018年4月ResearchondatacollectionstrategyinWirelessSensorNetworkswithmobilesinkADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LinPeihangSupervisor：A/Prof.LiuXuxunSouthChinaUniversityofTechnologyGuan
2、gzhou,China摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks,WSN）已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到了生產(chǎn)生活之中，它一般由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。傳感器節(jié)點(diǎn)的能量來源一般是電池，這使得節(jié)能對(duì)于WSN來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的WSN通過多跳路由的方式傳輸數(shù)據(jù)，將不可避免地出現(xiàn)“能量空洞”問題，極大地影響網(wǎng)絡(luò)的壽命，而引入移動(dòng)基站將使得WSN有機(jī)會(huì)緩解能量空洞問題。本文針對(duì)具有移動(dòng)基站的WSN，在網(wǎng)絡(luò)的分簇和規(guī)劃移動(dòng)基站的移動(dòng)路徑方面展開了兩種詳細(xì)的研究：1、針對(duì)具有移動(dòng)基站的WSN，設(shè)計(jì)了一種分簇方案，稱為基于拓?fù)涞姆执?/p>
3、算法（topology-basedclusteringalgorithm,TBCA）?；赥BCA并在給定WSN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的條件下，設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)收集方案使得WSN中所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)能夠被正確地收集，分簇的數(shù)目應(yīng)當(dāng)盡可能地少以減小延遲，且簇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)之間的平均距離盡可能地小以減小簇內(nèi)能耗。TBCA的核心機(jī)制在于其利用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)盡可能地聚合相鄰的節(jié)點(diǎn)成簇，從而減小網(wǎng)絡(luò)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。2、針對(duì)具有移動(dòng)基站的WSN被分割成若干個(gè)孤立區(qū)域的情況，提出了一種新的移動(dòng)數(shù)據(jù)收集方案MADGS（Mobility-AssistedDataGathering
4、Strategy）。MADGS注重從延遲和能耗兩方面來考慮問題，其主要的目標(biāo)是最小化數(shù)據(jù)收集的時(shí)延或在滿足時(shí)延的限制下使得網(wǎng)絡(luò)的能耗最小化。MADGS的創(chuàng)新點(diǎn)在于根據(jù)時(shí)延要求來動(dòng)態(tài)地規(guī)劃移動(dòng)基站的移動(dòng)路徑、考慮孤立區(qū)域的具體形狀、充分利用區(qū)域形狀縮短路徑、根據(jù)區(qū)域中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量分配路徑長度。MADGS的應(yīng)用范圍廣，能夠?yàn)橥負(fù)浜唵?、?jié)點(diǎn)數(shù)量少的網(wǎng)絡(luò)快速地規(guī)劃一條移動(dòng)基站的移動(dòng)路徑；對(duì)于復(fù)雜的、節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大的網(wǎng)絡(luò)也有相應(yīng)的機(jī)制來擴(kuò)展?？奎c(diǎn)，從而最大限度地減少總體能耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；分簇算法；移動(dòng)基站；數(shù)據(jù)收集；能量均
5、衡IABSTRACTWirelessSensorNetworks(WSN),whichisusuallycomposedofalargenumberofsensornodes,hasbeenwidelyusedinindustryanddailylife.EnergysourcesofsensornodesinWSNsaretypicallynon-rechargeablebatteries,whichmakeenergysavinganenormouschallenge.Multi-hoproutingindatatransmiss
6、ion,whichiswidelyusedfortraditionalWSNs,leadstoenergy-holeprobleminevitablyandshortensthenetworklifetimelargely.Toalleviatetheenergyholeproblem,thisthesisintroducedMobileSinkWirelessSensorNetwork(MSWSN)andtwostudiesonitsclusteringandmobilesinkpathplanningrespectively:1.
7、WeproposedaclusteringschemeinMSWSNwhichiscalledtopology-basedclusteringalgorithm(TBCA).BasedonTBCAandgiventopologyofaMSWSN,weproposedadatacollectionschemetoensurethedatasofallnodesinWSNcanbecollectedcorrectly.Thenumberofclustersandtheaveragedistancebetweennodesinacluste
8、rareassmallaspossibletoreducetransmissiondelayandintra-clusterenergyconsumption.Toreducenetworkenergyconsumpti
