基于移动sink的无线传感器网络数据收集方法研究

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1、分类号TP393密级重庆邮电大学硕士学位论文MobileSinksforWirelessSensorNetwork——s论文提交日期至Q!至生垒旦论文答辩日期垄Q!至生量旦垄鱼旦论文评阅人2012年5月26日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽自E电太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：銮玉兰签字日期：劲／2年。期彩日学位论文版权使用授

2、权书本学位论文作者完全了解重废邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权一重庞邮电态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：銮玉签字日期：硼，2年岁月“日兰导师签名：似馏签字日期：④d年r月2Z日重庆邮电大学硕士论文摘要无线传感器网络中传统的数据收集模式都是假设基站(sink)是静止不动的，这样，基站周围的节点将担负网络内的所有负载，成为网络性能的瓶颈，从而缩短了网络的寿命。随后发展的有分簇

3、和树路由等机制，通过多跳的方式把数据传输到能量更多或离根节点更近的节点，最后再传输给基站，但仍然存在着能耗不均衡的问题；这促进了传感器网络向移动sink方式的发展。本文首先介绍传感器网络的概念、特点、挑战和应用，然后描述传感器网络的体系结构，并对该研究所提出的各种数据收集方法进行分析和总结。本文以单跳收集数据和只有一个移动sink节点的传感器网络为主要研究对象，详细介绍了现有的sink节点沿往复路线移动的数据收集方法的原理。然后，本文对基于移动sink的数据收集方法中的移动路线进行了优化。提出一种基于环形移动路线的低时延数据收集方法一LDCR(aLow．DelaydataCollectiona

4、pproachbasedonRing．1ikeroutes)，对原有的往复路线进行改善，使移动路线从一条沿原路返回的路线变为可以循环移动的封闭环形曲线；并针对不同的网络规模和移动路线提出了设计方案并给出了理论分析和证明。由于路线的优化，使得原方案中路线两端的传感器节点中的数据分组可以避免长时间不能和sink节点通信的情况，能够尽快得到传输，从而减少数据分组的平均端到端时延和存储开销。利用OPNET网络仿真软件对该数据收集方法和沿往复路线移动的方法进行仿真和比较。理论分析和仿真结果均表明，LDCR在分组平均端到端时延、节点缓存占用、分组传递成功率和网络吞吐量等方面的性能得到整体提升。接着本文研究

5、Tsink节点的停留机制和HELLO消息发送机制对数据收集方法的影响；并在此基础上提出一种高效的数据收集方法一HEDC(Hi曲-EfficiencyDataCollection)。HEDC通过减tbsink节点静止之后的等待时间最短门限值，使得sink节点减少不必要的停留；而且每次当sink节点开始静止的时候，立即发送一个HELLO消息通知传感器节点传输数据分组，然后HELLO消息重新按周期发送直到下一次静止，原方法qbHELLO消息的发送与sink节点的运动状态无关。使用OPNET仿真软件对该数据收集方法与其他相关方法进行仿真和比较。性能分析结果表明，HEDC在缓存占用、成功率和网络吞吐量等

6、方面的性能都得到提升。最后，本文对所开展的两方面研究工作进行了总结，并阐述了传感器网络数据收集方法研究的未来方向。关键词：无线传感器网络，移动sink，数据收集，路线，时延重庆邮电大学硕士论文AbstractAbs仃actThetraditionaldatacollectionmodelsinwirelesssensornetworksassumethatthebasestationiSstatic．SOthesensorsaroundthebasestationwillundertakea11the10adofthenetworks．Thisresultsinthebottleneckoft

7、henetworkperformanceandthereforedecreasethelifetimeofthenetworks．Thesubsequentdevelopedschemeslikeclusteringandtreeroutingtransferdatapacketstothesensorshavingmoreenergyorclosertotherootnodethroughmul