论文摘要
随着传感器技术的不断发展和成熟,传感器网络在众多领域得到了广泛的应用,尤其是环境监测、军事应用、医疗健康、城市交通管理、智能家居等。由于传感器网络应用范围越来越广泛、应用规模越来越大、应用需求越来越复杂,因此为了方便对传感器网络进行管理,高效的传感器网络数据管理系统变得越来越重要。目前存在的传感器网络数据管理系统还存在着移植性差、扩展性差以及缺乏对异构传感器节点的有效管理等诸多问题。为了克服目前传感器网络数据管理系统存在的部分问题,本文研究并实现了一个异构传感器网络数据管理系统。该系统采用分布式的层次型体系结构,整个系统从下到上依次分为传感器层、代理层、控制层以及客户层,这种体系结构有利于整个应用系统的部署以及扩展。系统使用与路由无关的消息通信机制,不会受到底层路由协议的影响,因此能够方便移植到不同的应用环境当中。在数据采集上,系统使用了多基站的动态数据采集策略。这种策略一方面从时间上对传感器数据进行融合,另一方面通过使用多个基站减少传感器数据的传送量,从而尽量减少传感器节点的能量消耗。在数据存储和数据查询上,系统采用的是一种分布式的策略。传感器数据被传送到多个代理节点上进行存储,数据查询最终也被分解到多个代理节点上进行执行。整个系统实现了三部分基本功能,即系统基本信息获取、数据查询以及系统性能监测。整个系统划分为多个程序模块进行实现,不同的程序模块运行在不同的传感器节点以及设备上。为了对系统的功能进行测试并对系统性能进行评估,部署了一个简单的异构传感器网络实验环境,并进行了众多的演示实验,包括网络拓扑变化、各种数据查询、以及性能监测等。通过实验表明,该系统完成了基本的数据管理功能并且拥有良好的性能。