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环形无线传感器网络数据收集策略研究

作　者: 张建
导　师: 刘丽萍
学　校: 天津大学
专　业: 电气工程
关键词: 无线传感器网络数据收集网络寿命环内分簇能量均衡
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无线传感器网络是与应用有关的、以数据为中心的网络。有效的数据收集是网络应用实现的基础。由于传感器本身及应用环境的限制，能量有效是无线传感器网络数据收集协议首要考虑因素。数据收集型网络多对一的数据流特征，容易使网络局部区域的能耗过高，形成能量空洞。能量空洞问题的存在，造成网络能量的严重浪费，极大降低网络整体寿命。环形网络模型是现有无线传感器数据收集网络多采用的模型。本文的工作围绕有效延长网络寿命和均衡能耗的环形网络数据收集策略展开。论文主要工作及创新性成果包括：（1）通过对周期性数据收集无线传感器环形网络的能量消耗和网络寿命进行分析探讨，发现网络寿命为距离Sink节点最近的环内节点的使用寿命，其寿命大小取决于距离Sink节点最近的圆环宽度。（2）针对环形数据收集型网络，提出了能耗均衡的非均匀环内分簇的数据收集策略。网络根据理论分析结果确定环内的簇数和簇首竞争概率，并以此为依据进行环内分簇、簇信息融合及簇首间数据传输。该算法以外环节点的簇内传输能量消耗为代价平衡内环节点的能量消耗，进而延长网络的使用寿命。仿真结果表明，环内分簇网络的使用寿命取决于各环簇数和信息融合率，相对于同构数据收集网络，网络的使用寿命提高67%。考虑实际应用情况，本文又提出了扇区分簇、定时轮转的简化策略。（3）本文将环形网络分簇数据收集策略拓展应用于无规则区域网络。将无规则网络近似划分为多个扇形区域，在扇区内采用上述非均匀分簇策略，进而使网络能耗达到均衡。

环形无线传感器网络数据收集策略研究

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