無線傳感器網(wǎng)絡的應用十分廣泛,其廉價、靈活、自組織和易擴展等特點也在小氣候觀測應用中體現(xiàn)出很大的優(yōu)勢,彌補了自動氣象觀測站的不足。無線傳感器網(wǎng)絡的應用最重要的目的就是收集監(jiān)測對象的數(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、時空相關性高等特點,需要根據(jù)這些特點設計適宜的網(wǎng)絡數(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)的時空相關性來研究基于無線傳感器網(wǎng)絡的小氣候觀測數(shù)據(jù)收集協(xié)議：（1）概述了無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)收集技術,對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集協(xié)議進行了綜述和分類,分析其面臨的挑戰(zhàn)；針對小氣候觀測應用的特點,分析了數(shù)據(jù)收集協(xié)議的設計要求,為進一步研究小氣候觀測數(shù)據(jù)收集協(xié)議提供準備工作。（2）提出一種基于空間相關性的數(shù)據(jù)收集協(xié)議傳感器節(jié)點高密度部署在小氣候觀測區(qū)域內,鄰近節(jié)點間的監(jiān)測數(shù)據(jù)具有很高的空間相關性,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)點的空間相關性,通過迭代競爭機制選出近似最優(yōu)的抽樣節(jié)點... 

【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳感器節(jié)點模塊能量消耗

傳感器節(jié)點隨機地部署在監(jiān)測區(qū)域，通過自組織方式構成網(wǎng)絡，節(jié)點感知數(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)，整個網(wǎng)絡模型如圖3-1所示。此外，對網(wǎng)絡模型做如下假設：1)節(jié)點部署之后，相對位置固定，不發(fā)生移動；2)節(jié)點周期性向基站發(fā)送數(shù)據(jù)，頻率一致；3)節(jié)點知道自己和基站的位置；4)節(jié)點時鐘同步。20

圖3-5節(jié)點數(shù)據(jù)空間相關性表3-]仿真參數(shù)設置參數(shù)名稱 設置參數(shù)值節(jié)點個數(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實驗結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)點抽樣集合會達到近似最優(yōu)，使得發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點盡可能地少；每次迭代的過程中，節(jié)點被選擇的概率和節(jié)點當前的剩余能量相關，能量高的節(jié)點就更有可能充當標桿的作用。由能量高的節(jié)點向周圍的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，促進了網(wǎng)絡能量的均衡消耗。未發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點在收到數(shù)據(jù)包之后對自身數(shù)據(jù)進行評估，冗佘節(jié)點進入休眠從而很大程度上節(jié)省了網(wǎng)絡的能量。通過下面兩幅仿真結果圖可以看出DEAS在每一周期選取的抽樣節(jié)點集合中的節(jié)點數(shù)量更少，而且在最后一周期數(shù)據(jù)發(fā)送結束后節(jié)點剩余能量更高，能量分布更加均勻。抽樣

【參考文獻】：
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本文編號：3530159