传感网中时延受限的移动数据收集研究

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1、分类号UDC密级公开硕士研究生学位论文传感网中时延受限的移动数据收集研究申请人:张禹学号:2151330培养单位:计算机科学技术学科专业:计算机科学与技术研究方向:无线传感器网络指导教师:李金宝教授完成日期:2018年4月28日中文摘要随着微型传感器技术、嵌入式计算技术和低功耗无线通信技术的快速发展，融合了这三种技术的无线传感器网络引起了人们的广泛关注。数据收集是无线传感器网络中研究的热点问题之一，然而在传统的无线传感器网络中，基站附近的节点由于承担了大量数据转发任务而导致自身能量过早耗尽，缩短了网络的生命期。本文通过引入能量较为充足的移动性节点来收集数据，以节省普通传感

2、器节点的能量，主要包括以下三个方面。1.由于移动元素移动速度的约束导致数据收集时延通常比较大，这样在大规模的无线传感器网络中的时延就不能在我们的约束范围之内。所以我们提出了一个基于WiFi的数据收集策略来减小数据收集时延。在网络中心设置WiFi，并且只要MDC移动到WiFi范围之内就可以直接与sink节点通信，提出了基于最小平均时延的折边启发式算法（BasedMinimumAverageDelay-EdgeFold，BMAD-EF），该算法可以使MDC在移动过程中处在WiFi范围内的几率提高，并通过实验证明数据收集时延能够大幅度减少。2.首先我们给网络中所有节点都分配一个

3、权值，节点的权值等于该节点要转发到CP点的数据包数量乘以该节点到CP点的跳数，然后提出一个低复杂性的基于权值的缓存点规划算法（Based-WeightCachePointsPlanning，BWCPP），该算法可以动态的规划处MDC的移动策略并同时满足时延约束。3.通过多个MDC相互协助工作来收集数据则可以进一步降低收集数据的总时延，并节省网络能耗。所以我们提出了一个协作式数据收集方法（CooperateMobileDataCollectionAlgorithm，CMDCA），该算法使用两种不同类型的移动元素即做移动收集器（MC）和移动转发器（MT），通过无缝相互协助工作

4、的方式在无线网络中收集数据。关键词：无线传感器网络；移动收集器；时延最小化；线性规划；协作式数据收-I-集策略-II-AbstractWiththerapiddevelopmentofmicrosensortechnology,embeddedcomputingtechnologyandlow-powerwirelesscommunicationtechnology,wirelesssensornetworkswhichintegratethethreetechnologieshaveattractedwidespreadattention.Datacollectioni

5、soneofthehottopicsinwirelesssensornetworks.However,intraditionalwirelesssensornetworks,thenodesnearthebasestationleadtoprematureexhaustionoftheirenergyduetoalargenumberofdataforwardingtasks,whichshortensthelifetimeofthenetwork.Inthispaper,weintroduceenergysufficientmobilenodestocollectdat

6、atosavetheenergyofordinarysensornodes,mainlyincludingthefollowingthreeaspects.1.Thedelayofdatacollectionisusuallylargebecauseofthemovementspeedconstraintsofmobileelements,sothedelayinalargewirelesssensornetworkcannotbewithinourconstraints.Therefore,weproposeadatacollectionstrategybasedonW

7、iFitoreducedatacollectiondelay.Inthenetworkcenter,WiFiissetup,andaslongastheMDCmovestotheWiFirange,itcancommunicatedirectlywiththesinknode.TheBMAD-EFalgorithmbasedontheminimummeantimedelayisproposed.ThisalgorithmcanimprovetheprobabilityofMDCintheWiFirangeinthemobile