互联网 qkzz.net
全刊杂志网:首页 > 女性 > 文章正文
刊社推荐

高效节能的无线传感器网络数据收集协议


□ 陆克中 林晓辉 刘应玲 王 晖

  摘要:现有的数据收集协议的性能不是很好,为此提出了一种基于数据收集树的数据收集协议。它通过减少数据收集树中的节点深度和中间节点数来减少制约系统生命期的节点传输数据给基站的能量消耗和节点空闲侦听的能量消耗。仿真实验表明,该协议能将系统生命期延长36%左右。
  关键词:无线传感器网络; 数据收集协议; 系统生命期; 数据收集树
  中图分类号:TP393文献标志码:A
  文章编号:1001-3695(2008)04-1201-03
  
  0引言
  
  由众多微型传感器节点以Ad hoc方式组成的无线传感器网络正在逐渐投入应用[1~3]。传感器节点主要由传感器、处理器和通信部件组成,具有感知能力、计算能力和无线通信能力。传感器节点的无线通信距离很短,在此距离内的两传感器节点之间可以直接相互通信。在无线传感器网络中,传感器节点既可做数据产生节点,又可兼做路由节点,这样相距较远的两传感器节点之间可以通过其他传感器节点作为路由节点来实现通信。
  利用无线传感器网络来进行数据收集是无线传感器网络的一个重要用途,可以应用在国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐抗灾等重要领域。例如可以在动物栖息地布置无线传感器网络,利用传感器来感知动物的活动状况,从中获取有用的信息,发送给外界处理分析。由于监控区域可能比较远,为了能够获取感应数据,通常还要在监控区域内配置一个基站。基站从无线传感器网络中收集收据,再转发给外界用户。
  传感器节点由自带的电池供电,其提供的能量十分有限,而大部分数据收集应用均要求较长的周期,因此节省能量以延长生命期是无线传感器网络的一个重要设计目标。传感器节点的能量主要消耗在通信部件上[4],即发送数据、接收数据和空闲侦听。其中,空闲侦听所消耗的能量并不能忽略不计[5,6],所以既要减少发送接收数据消耗的能量,又要减少空闲侦听消耗的能量。路由节点需要接收其他节点的数据,所以必须空闲侦听,而非路由节点在无数据发送时就可关闭自身的通信设备,以节省能量消耗。综上所述,在数据收集的过程中,既要减少节点传输数据给基站的路径(以下简称节点的传输路径)长度,以节省发送接收数据的能量消耗,又要减少总的路由节点数,以节省空闲侦听的能量消耗。
  文献[7]中提出了LEACH协议。节点被划分为簇,每个簇选取一个簇头节点,接收簇中其他节点的数据并直接传送给基站。然而离基站较远的簇头节点向基站传送数据时,通信距离较远,将会消耗大量的能量,因此LEACH只适用于小型的传感器网络。文献[8]中提出了GAF协议,监控区域被划分为大小相等的正方形网格,每个网格选取一个头节点,接收网格中其他节点的数据并传送给基站。当网格的大小为无线通信距离的1/5倍,头节点就可直接与其相邻的四个网格中的头节点通信。然而在GAF中,节点的传输路径在最坏情况下可达到直线距离的2倍;此外每跳的平均距离仅为无线通信距离的49%左右,这样导致节点的传输路径较长,能量消耗较大。 ......
很抱歉,暂无全文,若需要阅读全文或喜欢本刊物请联系《计算机应用研究》杂志社购买。
欢迎作者提供全文,请点击编辑
分享:
 

了解更多资讯,请关注“木兰百花园”
分享:
 
精彩图文


关键字
支持中国杂志产业发展,请购买、订阅纸质杂志,欢迎杂志社提供过刊、样刊及电子版。
关于我们 | 网站声明 | 刊社管理 | 网站地图 | 联系方式 | 中图分类法 | RSS 2.0订阅 | IP查询
全刊杂志赏析网 2017