無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用十分廣泛,其廉價(jià)、靈活、自組織和易擴(kuò)展等特點(diǎn)也在小氣候觀測應(yīng)用中體現(xiàn)出很大的優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)了自動(dòng)氣象觀測站的不足。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用最重要的目的就是收集監(jiān)測對(duì)象的數(shù)據(jù)信息,幫助人們感知客觀世界,但是小氣候觀測數(shù)據(jù)有著數(shù)據(jù)海量、時(shí)空相關(guān)性高等特點(diǎn),需要根據(jù)這些特點(diǎn)設(shè)計(jì)適宜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集協(xié)議。本文的主要工作就是通過探索數(shù)據(jù)的時(shí)空相關(guān)性來研究基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的小氣候觀測數(shù)據(jù)收集協(xié)議：（1）概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集技術(shù),對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集協(xié)議進(jìn)行了綜述和分類,分析其面臨的挑戰(zhàn)；針對(duì)小氣候觀測應(yīng)用的特點(diǎn),分析了數(shù)據(jù)收集協(xié)議的設(shè)計(jì)要求,為進(jìn)一步研究小氣候觀測數(shù)據(jù)收集協(xié)議提供準(zhǔn)備工作。（2）提出一種基于空間相關(guān)性的數(shù)據(jù)收集協(xié)議傳感器節(jié)點(diǎn)高密度部署在小氣候觀測區(qū)域內(nèi),鄰近節(jié)點(diǎn)間的監(jiān)測數(shù)據(jù)具有很高的空間相關(guān)性,傳輸數(shù)據(jù)中有大量的冗余信息。本文首先提出一種能量感知的分布式抽樣的數(shù)據(jù)收集協(xié)議DEAS（Distributed Energy-Aware Sampling protocol）,該協(xié)議在保證插值誤差精度的情況下充分利用傳感器節(jié)點(diǎn)的空間相關(guān)性,通過迭代競爭機(jī)制選出近似最優(yōu)的抽樣節(jié)點(diǎn)... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

傳感器節(jié)點(diǎn)模塊能量消耗

傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)地部署在監(jiān)測區(qū)域，通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)，通過多跳的方式將數(shù)據(jù)傳遞給基站，用戶可以利用因特網(wǎng)查看這些數(shù)據(jù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型如圖3-1所示。此外，對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型做如下假設(shè)：1)節(jié)點(diǎn)部署之后，相對(duì)位置固定，不發(fā)生移動(dòng)；2)節(jié)點(diǎn)周期性向基站發(fā)送數(shù)據(jù)，頻率一致；3)節(jié)點(diǎn)知道自己和基站的位置；4)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘同步。20

圖3-5節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)空間相關(guān)性表3-]仿真參數(shù)設(shè)置參數(shù)名稱 設(shè)置參數(shù)值節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù) 54傳輸放大器能耗 10pJ/bit/m2數(shù)據(jù)處理消耗的能量 5nJ/bit發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的能耗 50nJ/bit3.4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果釆用能量感知的迭代抽樣策略，隨著迭代次數(shù)的增加，節(jié)點(diǎn)抽樣集合會(huì)達(dá)到近似最優(yōu)，使得發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)盡可能地少；每次迭代的過程中，節(jié)點(diǎn)被選擇的概率和節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的剩余能量相關(guān)，能量高的節(jié)點(diǎn)就更有可能充當(dāng)標(biāo)桿的作用。由能量高的節(jié)點(diǎn)向周圍的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)能量的均衡消耗。未發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)在收到數(shù)據(jù)包之后對(duì)自身數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，冗佘節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠從而很大程度上節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)的能量。通過下面兩幅仿真結(jié)果圖可以看出DEAS在每一周期選取的抽樣節(jié)點(diǎn)集合中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量更少，而且在最后一周期數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后節(jié)點(diǎn)剩余能量更高，能量分布更加均勻。抽樣

【參考文獻(xiàn)】：
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