基于询问通信机制的传感器网络查询优化算法new

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1、基于询问通信机制的传感器网络查询优化算法肖德琴,欧阳国桢(华南农业大学信息学院，广州510642)摘要：基于无线传感器网络独特的性能以及数据库的特点，同时基于无线传感器网络数据库最理想的“网内处理”工作模式，设计出了一种基于节点询问通信机制的无线传感器网络数据库查询优化算法。最终的仿真实验表明，本设计减少了网络中数据包的传送次数，提高了有效发包率，最小化了无线传感器网络的总能源消耗，延长了网络的生命周期。关键词：无线传感器网络查询优化询问机制中图分类号：TP212.9文献标识码：AQueryoptimizational

2、gorithmforsensornetworksbasedonaskedcommunicationmechanismXiaoDeqin,OuyangGuozhen(CollegeofInformation,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)Abstract:BasedontheuniquepropertiesandcharacteristicsofthedatabaseinWirelesssensornetworks.Forthebestdat

3、abase"In-networkprocessing"mode,aQueryOptimizationAlgorithmisdesignedforSensorNetworksbasedonnodeaskedcommunicationmechanism.Thesimulationresultsshowthatthisschemecanreducethetransmissionofadatapacketandimprovetheeffectivecontractrate,smallerthetotalenergyconsum

4、ptioninthesensornetworkandextendthenetwork'slifecycle.Keywords:WirelessSensorNetworks,QueryOptimization,AskedMechanism0引言[1]无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSNs）是由一组传感器以AdHoc方式构成的无线网络，其目的是协调的感知、采集和处理网络覆盖范围的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者。对于WSN来说，网络中的数据量极其庞大，难以全部保存到存储器中，同时受传

5、感器网络通信带宽节点处理能力和能量等约束，数据的集中式存储和计算不适合于传感器网络，也不利于数据处理的容错性。所以，传感器网络数据库处理通常不再是采用中心数据库模式，而是遵循无线传感器网络中最理想的“网内处理”[2,3]（in-networkprocessing）模式。无线传感器网络的数据查询模式可以直接影响传感器网络的生命周期，因此无线传感器网络数据库的优化是一个重要的研究热点。本文设计了一种高效的基于询问的通信机制，加大了网内处理与计算，在保证传输可靠性的基础上，减少了节点通信次数，延长了传感器的生命周期。本文后面

6、几部分的结构如下：第二部分介绍了无线传感器网络的整体布局与查询优化的框架设计；第三部分详细阐述了基于询问的通讯机制；第四部分对该机制进行分析仿真；最后对本文进行小结得出结论。1算法框架设计根据需求分析，基于无线传感器网络的自身特点，设计了传感器节点、传感器代理、查询处理器以及用户终端四级的查询优化器体系结构。具体设计如下：查询处理器接受从用户终端发出的用户查询请求并把查询请求在各传感器代理之间进行广播，传感器代理管理几个相邻的传感器节点，传感器节点负责执行查询优化算法并将查询优化结果发送给传感器代理，同时将结果一级级反

7、馈到查询处理器。整体框架图如*本文研究得到广东省自然科学基金“基于无线传感器网络的水质采样查询优化算法”和广东省高等学校学科建设专项基金“GIS-T数据模型研究及编码数据库设计”资助。作者简介：肖德琴（1970－），女，副教授，硕士生导师，在读博士，主要研究领域为计算机网络安全和无线传感器网络应用。邮件地址：deqinx@21cn.com。欧阳国桢，男，研究生图2.1所示：传感器传感器传感器传感器传感器传感器节点1。。。节点n节点1。。。节点n节点1。。。节点n结果.查询优化传感器传感器。。。传感器代理1代理2代理m结

8、果结果结果查询查询查询处查询理器结果查询用户终端图2.1无线传感器网络整体框架图Figure2.1OverallFrameworkforWirelessSensorNetworks2详细设计本文的优化设计重点放在传感器代理与传感器节点之间的通讯机制上。传统的集中式处理机制要求簇首节点具有较高的存储与处理能力，在该机制中，传感器节点