【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集技術(shù)是目前研究的熱點(diǎn),它是通過(guò)大量傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)某個(gè)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè),并將數(shù)據(jù)傳送到一個(gè)遠(yuǎn)程基站進(jìn)行處理。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)被部署后靜止不動(dòng),并通過(guò)多跳的傳輸方式向sink發(fā)送數(shù)據(jù)。在這種數(shù)據(jù)收集模式下,靠近匯聚節(jié)點(diǎn)(sink)的節(jié)點(diǎn)相比網(wǎng)絡(luò)中的其他傳感器節(jié)點(diǎn)而言需要轉(zhuǎn)發(fā)更多的數(shù)據(jù),形成網(wǎng)絡(luò)熱區(qū),從而使這些節(jié)點(diǎn)的能量急速下降。為了使網(wǎng)絡(luò)能量消耗更均衡,利用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。然而在很多網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的實(shí)際應(yīng)用中,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)由于受到自身容量與空間的限制,需要在一定的時(shí)延范圍內(nèi)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到sink進(jìn)行處理,否則這些數(shù)據(jù)信息將毫無(wú)意義。因此,本文在滿足網(wǎng)絡(luò)能耗和數(shù)據(jù)收集延遲的基礎(chǔ)上對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑問(wèn)題展開(kāi)研究。針對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)收集過(guò)程中的停留位置問(wèn)題,為了均衡網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)能耗與數(shù)據(jù)收集時(shí)延兩者之間的關(guān)系,本文提出了一種基于危險(xiǎn)場(chǎng)景下的無(wú)線傳感網(wǎng)移動(dòng)數(shù)據(jù)收集算法。該算法首先結(jié)合最優(yōu)化理論將最小化移動(dòng)節(jié)點(diǎn)路徑問(wèn)題轉(zhuǎn)化為整數(shù)線性規(guī)劃模型,通過(guò)選取數(shù)據(jù)匯集點(diǎn)、構(gòu)造數(shù)據(jù)收集樹(shù),并且對(duì)收集樹(shù)執(zhí)行優(yōu)化操作,使收集樹(shù)根節(jié)點(diǎn)負(fù)載更加均衡,從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期,并且根據(jù)匯集點(diǎn)選取移動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)收集過(guò)程中的�？抗�(jié)點(diǎn),在sink與停靠節(jié)點(diǎn)之間形成一條回路,從而有效縮短數(shù)據(jù)收集延遲。同時(shí)將蟻群算法運(yùn)用于解決�？抗�(jié)點(diǎn)之間的TSP問(wèn)題上。首先介紹了蟻群算法的基本原理和算法模型,針對(duì)蟻群算法在獲取全局最優(yōu)解方面的不足提出了優(yōu)化的蟻群路徑規(guī)劃算法,在算法的參數(shù)設(shè)置問(wèn)題上引入混沌理論對(duì)蟻群算法的參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整,在算法的信息素更新規(guī)則方面引入一個(gè)動(dòng)態(tài)因子,使算法在每次迭代中能自適應(yīng)地控制最優(yōu)路徑上信息素濃度的更新比重。最后通過(guò)仿真對(duì)比及分析,驗(yàn)證了改進(jìn)的蟻群算法能有效提高螞蟻的全局搜索能力,縮短移動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)收集路徑,并且滿足危險(xiǎn)場(chǎng)景下的無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)收集要求。
【圖文】：

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，在利用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的研究中，由于數(shù)據(jù)收集延遲與移動(dòng)Sink 行走的路徑密切相關(guān)且是成正比的關(guān)系。因此，為了確保移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠在較短的數(shù)據(jù)收集延遲內(nèi)收集到所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的行走路徑不宜太長(zhǎng)。許多學(xué)者采取的方式是在網(wǎng)絡(luò)能耗與數(shù)據(jù)傳輸延遲之間找一個(gè)平衡點(diǎn)，如將傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)首先通過(guò)多跳的方式傳輸給一些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行緩存[7]，，一般將這些稱(chēng)為匯集點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)只訪問(wèn)這些匯集點(diǎn)可以縮短數(shù)據(jù)收集過(guò)程中的路徑長(zhǎng)度，減少數(shù)據(jù)收集延遲。如圖 1-1 所示，在該網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送給作為匯集點(diǎn)的部分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行緩存[8]，再由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)收集匯集點(diǎn)的緩存數(shù)據(jù)發(fā)回基站處理。

第二章 WSN 移動(dòng)數(shù)據(jù)收集方1) 基于數(shù)據(jù)查詢的移動(dòng)收集方式為了獲知網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是否采集到有用信息，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)收集過(guò)程廣播信息，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)只有在接收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的請(qǐng)求消息時(shí)才被可以大大降低節(jié)點(diǎn)能耗。Liu W 等人[21]提出一種基于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集協(xié)議，如圖 2-1 個(gè)網(wǎng)格中，將剩余能量最多的節(jié)點(diǎn)選為的簇頭，通過(guò)基站發(fā)送報(bào)文信息點(diǎn)之間形成樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)沿著樹(shù)根的方向?qū)?shù)據(jù)發(fā)送回基的優(yōu)點(diǎn)是可以減少路由跳數(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)的能量均衡消耗，同時(shí)可以減少延遲，滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用需求。缺點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)要能獲得自己的坐標(biāo)信息，這樣絡(luò)成本。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2700980