无线传感器网络移动轨迹受限的能量有效数据收集方法

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1、．．；－１单位化码：１０２９３密级：公开；？．．硕女營像讼头＾．一＇Ｉ，韦＾４凌＾进１Ｗ论文题目：无线传感器网络移动轨迹受限的能量有效数据收集方法学号１０１３０４１１２３姓名王传平导师隆佳软件工程学科专並硏究方向信息网络与通信软件申请学位类别工学硕女论文提交二零一六年三月日期TheConstrainedTrajectoryandEnergyEfficientDataCollectionMethodinWSNThesisSubmittedtoNanjingUniversityof

2、PostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByChuanPingWangSupervisor:Prof.JiaXuMarch2016南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加示注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。一同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明并表示了谢意与我。本人学位论文及涉及相关

3、资料若有不实＾，愿意承担切相关的法律责任。研巧生签名窒化心砰、巧：互ｊ寻日期：南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可：采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研巧生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研巧生签名：导师签名：皮日期：么。＇Ｌ＊》＿＾摘要随着无线传感器网络技术的不断进步与发展，使得其可在传统网络

4、无法覆盖的区域工作，而数据收集作为网络最重要的功能由于无线传感器网络的多样化部署环境变的十分困难。无线传感器网络数据收集协议由于需要考虑不同的网络场景，所以需要针对特殊的应用场景设计不同的数据收集协议。本文对基于移动基础设施的无线传感器网络进行了系统性的调研，对其网络体系结构、特点、应用前景做了细致分析，对基于移动基础设施的无线传感器网络的网络拓扑结构和数据收集技术进行了分类研究。针对目前数据收集过程中存在的高能耗、高时延等问题，提出了一种基于移动Sink轨迹受限的最大化降低能耗数据收集协议，并进行了仿真试验：(1)本文根据网络拓扑结构以及相关限制条件，提出一种基于移动基础设施的无线传感

5、器网络的数据收集系统模型，并且形式化该移动轨迹设计问题为约束轨迹最大化降低能耗(MaximizingEnergyReductionforConstrainedTrajectory,MERC)问题。(2)本文进一步证明MERC问题是NP-Hard问题。基于贪心策略提出一种基于移动Sink轨迹受限的最大化降低能耗数据收集协议(ConstrainedTrajectorybasedonMaximizingEnergyReduction,CTMER)。协议分为两个阶段：初始化数据收集树和数据收集树剪枝。本文对该数据收集协议的执行过程进行了实例化介绍和分析。之后对CTMER算法的时间复4杂度进行了分

6、析，证明其算法时间复杂度是?(?)。(3)通过Matlab仿真平台对CTMER、RT-VT、LBDD和QDD四种数据收集协议在全网能耗、全网生存周期、全网总路径长度等方面进行实验仿真，并详细分析了每种协议的性能表现。仿真实验结果表明，CTMER在能耗方面相对于同类基于移动Sink的无线传感网络分层数据收集方法降低了7%左右。综上所述，本文对基于移动基础设施的无线传感器网络数据收集技术进行了细致分析和研究，并设计了一种基于移动Sink轨迹受限的最大化降低能耗数据收集协议。研究结果对无线传感器的数据收集协议的设计及其应用具有参考价值。关键词：无线传感器网络，移动Sink，受限轨迹，能量消耗，

7、数据收集IAbstractWiththeadvanceanddevelopmentofWirelessSensorNetwork(WSN)technology,WSNcanworkattheregionswherethetraditionalnetworkscannotbecovered.AsanimportantfuctionofWSN,thedatacollectionprotocoldesignisverychallengin