本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中多移動匯聚節(jié)點的能量消耗均衡算法

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)收集的關(guān)鍵技術(shù)得到了人們的重點關(guān)注。傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)全部由靜態(tài)傳感器節(jié)點構(gòu)成,多跳轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)上傳方式使位于匯聚節(jié)點附近的節(jié)點能量消耗過快,使網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生能量空洞。為了解決該問題,研究者們引入了移動傳感器的概念。移動傳感器可以均衡網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的能量消耗,并因其具有更強的感知及處理能力,可以高效的收集數(shù)據(jù)。由于移動傳感器需要在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)來回移動,能量消耗很大,并且其能量很難進行補充,使移動傳感器的應(yīng)用受到很大限制。如何節(jié)約能量,延長網(wǎng)絡(luò)生命周期成為了移動傳感器應(yīng)用研究的熱點。本文針對采用多個移動匯聚節(jié)點收集數(shù)據(jù)的傳感器網(wǎng)絡(luò),提出了一種多移動匯聚節(jié)點能耗均衡算法,目的在于延長整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期。本文將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測區(qū)域劃分成幾個子分區(qū),每個移動匯聚節(jié)點負責收集一個分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)的,參照移動匯聚節(jié)點收集數(shù)據(jù)與移動兩方面的能量消耗來均衡每個分區(qū)內(nèi)的能量消耗。算法主要包括三個步驟:(1)將網(wǎng)絡(luò)劃分成多個大小相同的正六邊形網(wǎng)格,網(wǎng)格邊長與靜態(tài)傳感器節(jié)點的傳輸半徑相同,網(wǎng)格的中心點作為移動匯聚節(jié)點收集數(shù)據(jù)的停靠點。(2)根據(jù)移動匯聚節(jié)點收集數(shù)據(jù)的能耗,將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測區(qū)域初步劃分成多個子分區(qū)。使移動匯聚節(jié)點在每個分區(qū)中收集數(shù)據(jù)的能耗基本相同。(3)根據(jù)移動匯聚節(jié)點在子分區(qū)內(nèi)遍歷所有網(wǎng)格時移動能耗,對分區(qū)進行調(diào)整。提出了相鄰分區(qū)間的網(wǎng)格移動策略,減少移動匯聚節(jié)點的重復移動路徑。本文基于Java語言對算法中的關(guān)鍵過程進行了驗證。實驗表明,本文提出的算法可以明顯的減小移動匯聚節(jié)點在子分區(qū)中的能量消耗差值,使各個移動匯聚節(jié)點的能量得到了充分利用,有利于延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。并且,網(wǎng)格移動策略使分區(qū)變得更加規(guī)整,有利于減少移動匯聚節(jié)點移動步數(shù)并節(jié)省能量。實驗對比了六邊形劃分與四邊形劃分中移動匯聚節(jié)點的能量消耗值,結(jié)果表明,采用六邊形劃分網(wǎng)絡(luò)時移動匯聚節(jié)點的能量消耗相對較少,并且監(jiān)測區(qū)域越大,移動匯聚節(jié)點節(jié)省的能量越多,這樣同樣有利于延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。
【關(guān)鍵詞】：混合無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 六邊形網(wǎng)格 移動匯聚節(jié)點 能量消耗均衡
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述11-14
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)11-13
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點13
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用13-14
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 混合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)16-24
• 2.1 混合傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征16-17
• 2.1.1 混合傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動的數(shù)量16
• 2.1.2 混合傳感器網(wǎng)絡(luò)移動性管理16
• 2.1.3 混合傳感器網(wǎng)絡(luò)性能指標16-17
• 2.2 混合傳感器網(wǎng)絡(luò)中匯聚節(jié)點移動策略分類17-22
• 2.2.1 匯聚節(jié)點隨機移動策略17-19
• 2.2.2 匯聚節(jié)點受控移動策略19-21
• 2.2.3 自適應(yīng)移動策略21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-24
• 第3章 多移動匯聚節(jié)點能量消耗均衡算法24-44
• 3.1 基于正六邊形網(wǎng)格劃分監(jiān)測區(qū)域25-31
• 3.1.1 六邊形網(wǎng)格劃分的優(yōu)勢25-26
• 3.1.2 正六邊形網(wǎng)格大小的選擇26-29
• 3.1.3 劃分網(wǎng)格及靜態(tài)節(jié)點29-31
• 3.2 劃分移動匯聚節(jié)點監(jiān)測子分區(qū)31-43
• 3.2.1 根據(jù)移動匯聚節(jié)點收集信息的能量消耗劃分區(qū)域32-36
• 3.2.2 根據(jù)移動匯聚節(jié)點移動的能量消耗調(diào)整分區(qū)36-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第4章 模擬實驗及結(jié)果分析44-52
• 4.1 實驗環(huán)境設(shè)置44
• 4.2 實驗結(jié)果分析44-51
• 4.2.1 分區(qū)調(diào)整策略有效性44-45
• 4.2.2 網(wǎng)格移動策略有效性45-47
• 4.2.3 能量均衡算法的對網(wǎng)絡(luò)生命周期的影響47-48
• 4.2.4 六邊形邊長對算法的影響48-50
• 4.2.5 四邊形與六邊形能耗對比50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 結(jié)論與展望52-54
• 5.1 本文工作總結(jié)52
• 5.2 后續(xù)研究展望52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-59

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡勇;丁為民;;匯聚節(jié)點規(guī)劃方法探討[J];電信工程技術(shù)與標準化;2011年03期

2 陳建新;陳圓緣;章韻;杜月林;;用于移動匯聚節(jié)點的自適應(yīng)數(shù)據(jù)采集策略[J];計算機科學;2012年11期

3 王娜;張ng濤;裴穎娜;孟凡偉;;煤礦安全預(yù)警系統(tǒng)中匯聚節(jié)點的研究與設(shè)計[J];工業(yè)控制計算機;2013年10期

4 孟中樓;王殊;王騏;;分簇式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點移動策略研究[J];華中科技大學學報(自然科學版);2009年06期

5 程紫堯;劉云;;介入移動匯聚節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)高效數(shù)據(jù)收集方法[J];北京交通大學學報;2011年02期

6 王毅;張德運;陳海榮;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點動態(tài)功耗管理方法[J];西安交通大學學報;2008年02期

7 馬奎;黃河清;沈杰;姚道遠;劉海濤;陰澤杰;;基于混合匯聚節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法[J];光學精密工程;2008年09期

8 劉少卿;陳祖爵;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多匯聚節(jié)點動態(tài)路徑切換機制[J];計算機工程與設(shè)計;2010年09期

9 劉洪濤;程良倫;;具有移動匯聚節(jié)點的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J];計算機工程與應(yīng)用;2010年19期

10 楊志義;張要偉;李志剛;喬紅軍;張保華;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點的研究與實現(xiàn)[J];計算機工程;2008年14期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張峰;杜尚豐;趙亮;;溫室環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點設(shè)計[A];2007年中國農(nóng)業(yè)工程學會學術(shù)年會論文摘要集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 柯吉;西北優(yōu)勢農(nóng)作物精準管理系統(tǒng)效果明顯[N];農(nóng)資導報;2010年

2 張成良;MSTP和3G傳輸[N];人民郵電;2004年

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1 鄭一麟;基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控機床實時監(jiān)測預(yù)警技術(shù)的研究[D];中國科學院研究生院（沈陽計算技術(shù)研究所）;2015年

2 陳鳳超;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由及匯聚節(jié)點選址算法研究[D];華南理工大學;2011年

3 袁甜甜;多匯聚節(jié)點無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南開大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王娜;煤礦安全預(yù)警系統(tǒng)中匯聚節(jié)點的研究與設(shè)計[D];河北聯(lián)合大學;2014年

2 李軍飛;無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位與匯聚節(jié)點選址的研究[D];江南大學;2015年

3 唐清明;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法及安全性的研究[D];太原理工大學;2016年

4 賈曉雪;異步無線傳感網(wǎng)絡(luò)廣播效率的研究[D];中國科學技術(shù)大學;2016年

5 梁昊;基于匯聚節(jié)點集中管理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)議[D];山東大學;2016年

6 黃祺;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動匯聚節(jié)點位置規(guī)劃方法研究[D];昆明理工大學;2016年

7 李海薈;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中多移動匯聚節(jié)點的能量消耗均衡算法[D];中國地質(zhì)大學(北京);2016年

8 殷毓偉;CRAHN網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點MAC層方案研究與實現(xiàn)[D];南京郵電大學;2016年

9 李智;一種能量有效的匯聚節(jié)點位置隱私保護策略[D];中南大學;2012年

10 陳婷;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點可靠性研究[D];江蘇大學;2010年

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本文編號：974123