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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 296 毫秒
1.
针对引入移动元素后无线传感器网络数据面临的收集延时问题,提出了一种分布式的移动数据收集器(MDC)轨道规划算法.首先给出基于k跳支配集的MDC最小时延规划问题定义,并证明它是NP-hard.在基于集结的数据收集模式汇总,k跳支配节点作为集结点缓存传感节点收集的数据并在MDC到达时上传.然后,提出了一种高效的基于k跳支配集的MDC轨迹构建算法.算法通过分布式的k-跳支配集算法找出网络中的支配节点,进而通过Prim算法和Christofides近似算法对MDC的移动轨道进行规划.算法的正确性、k-跳支配集的界、时间复杂性和消息交换复杂性通过理论进行分析.最后,通过仿真实验验证了算法的有效性.仿真结论表明,与同类算法相比,所提出算法能够显著缩短MDC的移动轨迹,因而可以降低网络延迟.  相似文献   

2.
针对较大规模的无线传感器网络通过多跳传输进行数据收集而引起的能量空洞问题,提出了一种基于移动Sink的簇头节点数据收集算法(MSRDG),该算法基于图论原理,在满足时延性的条件下,综合考虑了普通节点到簇头节点路由和移动Sink遍历路经选取的问题,构建了一条通过的簇头节点尽可能多的移动轨迹。通过NS-2仿真软件对算法的性能进行评估,结果显示出该算法能减少数据的多跳传输,降低无线传感器网络节点的能量消耗,延长网络寿命。  相似文献   

3.
针对较大规模的无线传感器网络通过多跳传输进行数据收集而引起的能量空洞问题,本文提出了一种基于移动sink的簇头节点数据收集算法(MSRDG),该算法基于图论原理,在满足时延性的条件下,综合考虑了普通节点到簇头节点路由和移动sink遍历路经选取的问题,构建了一条通过的簇头节点尽可能多的移动轨迹。通过NS-2仿真软件对算法的性能进行评估,结果显示出该算法能减少数据的多跳传输,降低无线传感器网络节点的能量消耗,延长网络寿命。  相似文献   

4.
基于SDMA应用的移动Sink节点的设计与实现   总被引:1,自引:0,他引:1  
静态无线传感器网络(所有节点均为静止)不可避免地存在能量空洞(energy hole)、冗余覆盖(overlap)和热点(hot spot)等问题.在无线传感器网络中引入节点的移动性来解决上述问题.移动节点可以完成数据收集和转发等功能,有效地减少静态节点数据传输的跳数,节约静态节点的能量,延长网络的寿命.实现了一个基于ARM7内核的移动汇点DataTruck,具有容量大、速度快等特点.在此基础上引入SDMA(space-division multiple access)技术,在移动汇点上加入智能天线,使得该节点能同时接收同一频率上多个静态节点传输的数据.实验表明基于SDMA技术的移动汇点能高效地收集数据,并减少数据延时.  相似文献   

5.
张蕾  张堃  宋军 《传感技术学报》2012,25(5):673-677
针对移动无线传感器网络设计一种不依赖于节点地理位置的基于移动汇聚节点(Sink)的数据收集算法(Mobile Sink-based Data Gathering,MSDG)。该算法解决了无线传感器网络中多跳路由通信时出现能量空洞的"热点"问题。Sink沿途以最近的固定节点作为根节点动态构建路由树。簇内移动节点感知的数据经簇头进行数据融合计算,然后将融合后的数据沿路由树反向逐跳转发给Sink。仿真结果表明,MSDG在节点的平均能耗和网络生存时间等方面的性能远超过LEACH、ACE-L等数据收集协议。  相似文献   

6.
基于移动代理的无线传感器网络路由算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对移动代理(MA)以能量有效的方式收集相关性数据的特点,提出了基于免疫算法的层次型改进路由算法,将移动代理和无线传感器网络中的分簇理论相结合.算法首先应用免疫算法对网络内的节点进行优化分簇,簇首选择时充分考虑节点的剩余能量等因素,在获得高效的分簇信息之后,为了避免所有的簇头都与基站进行远距离通信消耗过多的能量,在次应用免疫算法得到一条遍历所有簇首节点的最优路径提供给移动代理,以达到数据的有效收集和能量高效利用的目的.实验结果表明,提出的改进算法能够有效增加网络的传输次数,延长无线传感器网络的生存周期.  相似文献   

7.
针对无线传感器网络(WSN)汇聚传输中的数据传输时间和功耗问题,提出了考虑时间同步和唤醒延迟的汇聚传输时隙选择重排算法。将时分多址接入(TDMA)用作介质访问协议,并允许每个节点在传输时隙期间可以发送或接收数据;设计新的WSN数据收集树模型,将传感器节点生成的数据通过无线链路形成的多跳网络发送到汇聚节点,在数据收集树的每条链路上分析时隙顺序,优化时隙选择,并基于蚁群算法优化路径选择,减少传输能量消耗和均衡簇头能量。实验结果表明,提出的算法可以实现显著的数据传输性能提高和功耗节约。  相似文献   

8.
李川  黄仁  杨聪 《计算机工程》2019,45(1):84-90
在无线传感器网络中引入移动数据收集器(MDC)可以缓解传统静态网络能耗不均衡与能量空洞等问题。为使MDC对网络的节能效果达到最佳,通过算法设计使节点在远离或靠近sink的不同方向上拥有移动概率,在网络节点密度不同的地方建立大小各异的数据收集树平衡网络能耗,数据收集前调整收集器的位置,以减少数据传输能耗。给出MDC运动策略,并与DSDV路由协议相结合,提出带有移动数据收集器的路由协议MDSDV。实验结果表明,MDSDV能够提高网络的数据传输成功率,延长网络的生存期。  相似文献   

9.
针对无线传感网络中随机分布传感器节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于无线能量补给的能量感知路由算法。休眠节点不仅可以在无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)传输方式下通过功率分割方法进行无线能量补给,还可以在信息传输方式下通过无线能量收集方法进行能量补给,重新进入活跃状态,为信息传播提供更好的路由,提高传感器节点的能量利用,延长传感网络的使用寿命。在该算法中,通过优化节点间的信息和能量分配,最小化传输功率,引入能量路由度量方法,选择能耗最小的路径作为传输路径。仿真结果表明,本文提出的算法可以有效地利用节点资源,均衡多跳能量受限无线传感器网络中的能量分布。  相似文献   

10.
在带有移动汇点(MS)的无线传感器网络(WSN)数据收集应用中,采用基于代理的数据收集模式可以有效缩短MS慢速引起的数据收集延迟问题.以提高WSN数据收集的能量效率和缩短数据收集延时为目标,给出了一种MS轨道规划算法MS-TPA. MS-TPA主要包括RN竞选和MS移动规划两个阶段.剩余能量优先的RN竞选机制能够平衡网络节点的能量消耗,MS移动规划算法能够缩短数据收集的延迟问题.仿真实验验证了所提出算法的有效性.  相似文献   

11.
数据收集是无线传感器网络的一个基本功能。由于部署在基站周围的传感器节点承担着网络内大部分的负载,因此导致能量迅速耗尽,现有的基站移动策略可以通过基站的移动实现网络内传感器节点的负载平衡以延长网络寿命。但是现有负载平衡的基站移动策略只能在传感器节点被均匀布撒的情况下才能有效地延长网络寿命,其他情况下不能达到延长网络寿命的效果。因此本文定义了点能量概念用以表示传感器网络对感知区域每个点的感知能量,并给出了有效的点能量密度计算方法。通过点能量密度消耗分析,提出了一种点能量密度平衡的基站移动策略(energy-density-balance base stationmovement,简称EDB-BSM)。通过理论分析和仿真试验验证,相对于固定基站模式和基站随机移动模式,该移动策略能够在各种传感器节点分布情况下有效的延长网络寿命,并具有良好可扩展性。  相似文献   

12.
传感器网络中具有负载平衡的移动协助数据收集模式   总被引:4,自引:0,他引:4  
石高涛  廖明宏 《软件学报》2007,18(9):2235-2244
数据收集是无线传感器网络的一个基本功能.然而,现有的数据收集模式大都是基于静止基站的网络结构,导致基站周围的节点由于担负着网络内的所有负载而快速死亡,成为网络性能的瓶颈.研究如何利用移动基站收集数据来达到负载平衡.提出了一个利用移动基站协助数据收集的模式(movement-assisted data gathering,简称MADG),它将基站移动区域设置为缓冲区,首先将数据沿最短路径传输到缓冲区内,然后在基站移动的过程中进行数据收集.证明了缓冲区位置设置在距离中心时数据传输总能耗最少,并证明了存在一个缓冲区位置使得最大节点负载最小化,进而确定了同时考虑到能源消耗和负载平衡的基站移动区域.理论分析和实验结果表明,提出的数据收集模式在很大程度上降低了网络节点的最大负载,并且减少了数据传输能源中的消耗,分别比固定基站和同类工作的最大网络负载降低95%和80%以上.  相似文献   

13.
无线传感器网络具有资源的有限性和传感器采集数据的特点,许多在传统网络中运作良好的通信协议,在一些由固定节点和移动节点组成的无线传感器网络中不能很好地管理网络和处理传感器数据。该文提出一种移动簇头的节能通信协议,使用自组织传感器簇来处理和散发数据。通过与LEACH协议的对比,证明该协议具有更好的节能性和更长的网络寿命,更适用于无线传感器网络。  相似文献   

14.
In this paper, we propose a new data gathering mechanism for large-scale multihop sensor networks. A mobile data observer, called SenCar, which could be a mobile robot or a vehicle equipped with a powerful transceiver and battery, works like a mobile base station in the network. SenCar starts the data gathering tour periodically from the static data processing center, traverses the entire sensor network, gathers the data from sensors while moving, returns to the starting point, and, finally, uploads data to the data processing center. Unlike SenCar, sensors in the network are static and can be made very simple and inexpensive. They upload sensed data to SenCar when SenCar moves close to them. Since sensors can only communicate with others within a very limited range, packets from some sensors may need multihop relays to reach SenCar. We first show that the moving path of SenCar can greatly affect network lifetime. We then present heuristic algorithms for planning the moving path/circle of SenCar and balancing traffic load in the network. We show that, by driving SenCar along a better path and balancing the traffic load from sensors to SenCar, network lifetime can be prolonged significantly. Our moving planning algorithm can be used in both connected networks and disconnected networks. In addition, SenCar can avoid obstacles while moving. Our simulation results demonstrate that the proposed data gathering mechanism can prolong network lifetime significantly compared to a network that has only a static observer or a network in which the mobile observer can only move along straight lines.  相似文献   

15.
Target tracking in wireless sensor networks can be considered as a milestone of a wide range of applications to permanently report, through network sensors, the positions of a mobile target to the base station during its move across a certain path. While tracking a mobile target, a lot of open challenges arise and need to be investigated and maintained which mainly include energy efficiency and tracking accuracy. In this paper, we propose three algorithms for tracking a mobile target in wireless sensor network utilizing cluster-based architecture, namely adaptive head, static head, and selective static head. Our goal is to achieve a promising tracking accuracy and energy efficiency by choosing the candidate sensor nodes nearby the target to participate in the tracking process while preserving the others in sleep state. Through Matlab simulation, we investigate the performance of the proposed algorithms in terms of energy consumption, tracking error, sensor density, as well as target speed. The results show that the adaptive head is the most efficient algorithm in terms of energy consumption while static and selective static heads algorithms are preferred as far as the tracking error is concerned especially when the target moves rapidly. Furthermore, the effectiveness of our proposed algorithms is verified through comparing their results with those obtained from previous algorithms.  相似文献   

16.
在传感器网络技术应用的某些领域中,传感器节点位置固定,并且有些距离汇聚节点太远,需要加入中继节点转发数据.如果某些中继节点承担了过多的数据转发量,会过早耗尽能量,从而影响了网络的生存周期.针对该种情况,提出一种实现各节点能量均衡消耗的中继节点多级布局策略,基于该策略,还提出两种能够有效减少中继节点数目的策略:数据的分流策略和数据的汇集策略.  相似文献   

17.
We consider the problem of optimal energy allocation and lifetime maximization in heterogeneous wireless sensor networks. We construct a probabilistic model for heterogeneous wireless sensor networks where sensors can have different sensing range, different transmission range, different energy consumption for data sensing, and different energy consumption for data transmission, and the stream of data sensed and transmitted from a sensor and the stream of data relayed by a sensor to a base station are all treated as Poisson streams. We derive the probability distribution and the expectation of the number of data transmissions during the lifetime of each sensor and the probability distribution and the expectation of the lifetime of each sensor. In all these analysis, energy consumption of data sensing and data transmission and data relay are all taken into consideration. We develop an algorithm to find an optimal initial energy allocation to the sensors such that the network lifetime in the sense of the identical expected sensor lifetime is maximized. We show how to deal with a large amount of energy budget that may cause excessive computational time by developing accurate closed form approximate expressions of sensor lifetime and network lifetime and optimal initial energy allocation. We derive the expected number of working sensors at any time. Based on such results, we can find the latest time such that the expected number of sensors that are still functioning up to that time is above certain threshold.  相似文献   

18.
数据收集是无线传感器网络的一个基本功能,由于部署在基站周围的传感器节点承担着网络内大部分的负载,因此导致能量迅速耗尽.但是现有的负载平衡的基站移动策略只能在传感器节点被均匀布撒的情况下才能有效地延长网络寿命.本文针对在含有洞的无线传感器网络区域中,提出了基站移动的4种轨迹,基站沿着边界之间的中轴线进行移动,把中轴线上的节点作为汇聚节点,可以降低包的丢失率.实验仿真结果表明,该算法不仅能平衡节点负载,提高包的接收率,也降低了网络能耗,延长了网络寿命.  相似文献   

19.
Sparse wireless sensor networks (WSNs) are emerging as an effective solution for a wide range of applications, especially for environmental monitoring. In many scenarios, a moderate number of sparsely deployed nodes can be sufficient to get the required information about the sensed phenomenon. To this end, special mobile elements, i.e. mobile data collectors (MDCs), can be used to get data sampled by sensor nodes. In this paper we present an analytical evaluation of the data collection performance in sparse WSNs with MDCs. Our main contribution is the definition of a flexible model which can derive the total energy consumption for each message correctly transferred by sensors to the MDC. The obtained energy expenditure for data transfer also accounts for the overhead due to the MDC detection when sensor nodes operate with a low duty cycle. The results show that a low duty cycle is convenient and allows a significant amount of correctly received messages, especially when the MDC moves with a low speed. When the MDC moves fast, depending on its mobility pattern, a low duty cycle may not always be the most energy efficient option.  相似文献   

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