论文摘要
无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。它提供了一种全新的信息获取平台,能够实时监测和采集网络分布区域内的各种被监测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点,以实现复杂的指定范围内目标监测与跟踪,具有展开快速、抗毁性强等特点,具有广阔的应用前景。在无线传感器网络的设计中,能耗是一个异常重要的关键点,这是因为每个传感器节点拥有的电池能量是非常有限的,并且一旦节点被分配到需要监测的环境中,给它们更换电池也是不实际的。在静态的无线传感器网络中,传感器节点感知到的信息通过多跳方式被转发到基站,这种数据收集方式极易出现能量很快耗尽的瓶颈节点,使得网络过早死亡。最近一些相关研究指出,将移动特性引入无线传感器网络中可以大大节省网络的能量,并且可以延长网络的运行寿命。本论文延续了移动性的想法。由于引入了移动性的无线传感器网络需要解决的主要问题是数据收集方式的问题,所以本论文首先对现有引入了移动性的无线传感器网络的数据收集方式进行了合理的分类,系统和全面地论述了该课题的研究现状,并指出了其存在的问题和面临的挑战。DataSalmon协议是基于移动sink的典型解决方案,该协议不但缓和了瓶颈节点的问题,并且有效地解决了网络中数据流量分布不均的问题。本论文论述了DataSalmon协议的主要内容,并且指出了它的优势和劣势,随后从三个方面对其进行了优化。一是引入了簇结构和簇头轮流选举机制,二是提出洪泛方式形成最优数据转发树,三是给出了兼顾数据流量和剩余能量的数据收集方式。优化后的DataSalmon协议进一步发挥了原DataSalmon协议的优势,更加有效地均衡和节省了网络的能量,使得协议的适应性更强。论文最后对协议进行了仿真分析,仿真结果表明改进后的协议在节能和网络寿命方面都有明显的提高。