WSN中基于二分法与移动Sink的数据收集协议
基于二分法的多移动sink栅格数据收集协议
基于二分法的多移动sink栅格数据收集协议
魏艳婷;张玉霞;李道全
【期刊名称】《计算机与数字工程》
【年(卷),期】2018(046)011
【摘要】为延长无线传感器网络生命周期,减少网络延迟,提出一种基于二分法的多移动sink栅格数据收集协议(GCP-DMM).将网络划分为许多面积相等的网格区域,在每个区域簇头根据Dijkstra算法生成最短径树,其祖先节点成为区头将消息发送给就近sink节点.同时网络分为面积相等的两个部分,多个移动sink以恒定速度在面积交汇轨迹移动来收集兴趣事件,并根据网络节点存活率选择移动轨迹.根据实验结果显示,采用GCPDMM协议,确实能够延长网络寿命,减少网络延迟,提高数据收集效率.
【总页数】4页(P2301-2304)
【作者】魏艳婷;张玉霞;李道全
【作者单位】青岛理工大学信息与控制工程学院青岛 266033;青岛理工大学信息与控制工程学院青岛 266033;青岛理工大学信息与控制工程学院青岛 266033【正文语种】中文
【中图分类】TN929
【相关文献】
1.基于轨迹受限的移动Sink低能耗数据收集协议 [J], 徐佳;王传平;戴华;刘方斌;于京杰
2.WSN中基于二分法与移动Sink的数据收集协议 [J], 梁青;焦峰
3.WSN基于多移动sink的高效数据收集协议 [J], 梁青;焦峰
4.基于栅格的传感网多移动Sink数据收集方案 [J], 杨瑞;沙超;卞遥;朱毅凯;王汝传
5.基于移动Sink的WSN安全数据收集方法 [J], 苗春雨;范渊;李晖;葛凯强;张小孟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
T3073无线传感器网络中数据收集器移动的路由协议的研究
摘要近年来，随着微机电系统和无线通信技术的发展，无线传感器网络WSN （Wireless Sensor Network）得到了越来越广泛的关注和研究。
在无线传感器网络中，减少能量消耗，延长网络生命周期是首要的任务。
基于移动sink的路由协议成为现在研究的热点，让sink节点移动到传感节点附近，通过一跳就可以接收数据，与以往WSN通过多跳的方式向静止的sink发送数据相比，移动sink在数据传输过程中有更少的节点参与转发，因而节约了节点的能量消耗，延长了网络的生命周期。
论文首先提出了基于移动sink的数据接收思想，分析了这种方法的优势；然后阐述了路由协议应以应用为前提，为后续研究的方便提出了另一种路由协议的分类，即逐跳路由协议（sink静止）和基于移动sink的路由协议，并比较了两类路由协议的优劣；再次重点分析了基于移动sink的经典路由协议TTDD的工作原理及系统仿真设计，针对TTDD数据传输路径过长的问题提出了现有的解决方法，即CODE协议和E-TTDD协议，并且通过数学方法计算了三种算法的通信能量开销，并进行了比较。
关键词：无线传感器网络，路由协议，数据收集器移动，TTDDABSTRACTWith the rapid development of wireless communication and Microelectronics Mechanical System (MEMS) technologies, Wireless Sensor Networks (WSN) had attracted extensive attention due to their wide range of potential applications.Energy is the most critical factor when designing sensor network, we must make sure that the lifetime of WSN should be longer. The routing protocol based on sink mobility is being considered as the research hotspots, the data can be sent directly to a collector in 1-hop communication which reduces the need for multi-hop communication. So we can save the energy and prolong the lifetime of WSN.In this paper we first introduce a new idea that uses the mobile sink to collect data, and analyze the advantage of this method.Then we illustrates that wireless sensor network routing protocols are based on applications and proposes another classifying scheme, based on that there are two kinds of routing protocols, hop-by-hop routing protocols and sink mobility routing protocols. I also compare them in this paper.At last, this paper analyzes the basic principle and systems simulation design on TTDD, in order to solve the problem exists in the condition of data transmission path is too long in TTDD,another two modified methods are presented, CODE and E-TTDD, and we compare the three protocols’communication energy consumption through mathematical calculation.Keywords: Wireless Sensor Network, routing protocols, sink mobility, TTDD目录第1章绪论............................................................................ 错误！未定义书签。
WSN数据收集中移动Sink的路径规划和簇头节点选取问题的综合研究
第２７卷 第 ｌ 期
２ ０ １ ４年 １月
传 感 技 术 学 报
Ｃ ＨＩ ＮＥ Ｓ Ｅ Ｊ （ ） ＵＲ ＮＡ Ｉ ＯＦ Ｓ Ｅ Ｎ Ｓ Ｏ ＲＳ Ａ ＮＤ Ａ Ｃ Ｔ ＵＡ Ｔ ＯＲ Ｓ
Ｖｏ １ ． ２ ７ Ｎｏ． １
Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ４
Ｃｏ ｍｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｓ ｉ ｎ ｋ Ｐａ ｔ ｈ Ｐｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ＷＳ Ｎ； ｒ ｅ ｎ ｄ ｅ ｖ ｏ ｕ ｓ； ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｓ ｉ ｎ ｋ； ｐ ａ ｔ ｈ ｐ ｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ； ＭＳ ＲＤＧ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ
基于移动sink的无线传感器网络数据收集方式研究的开题报告
基于移动sink的无线传感器网络数据收集方式研究的开题报告一、研究背景和意义：无线传感器网络（Wireless Sensing Network，WSN）是由大量的微型传感器节点组成的分布式自组织网络，可用于实时监测和控制物理环境（如温度、湿度等）。
WSN 通常由多个传感器节点和一个基站组成，节点通过无线信道收集数据并将其传输到基站。
WSN 在农业、环境监测、医疗健康等领域有着广泛的应用。
然而，传统的 WSN 在数据收集方面存在一些问题，如节点能量消耗不平衡、传输距离过长等，会导致数据传输的不稳定性和网络寿命的缩短。
为了解决这些问题，近年来新的数据收集方法逐渐被提出，其中基于移动 sink 的数据收集方法在数据传输效率、网络寿命等方面都有着较为显著的优势。
二、研究内容和目标：本研究旨在深入研究基于移动sink 的无线传感器网络数据收集方法，并对其进行优化改进，提高数据传输效率并延长网络寿命。
具体研究内容包括：1.基于移动 sink 的数据收集算法研究；2.优化传感器节点分布策略，提高数据采集效率；3.探索基于移动 sink 的能量优化方案，延长传感器网络寿命；4.在实际场景下对该方法进行验证和实验，验证其可行性和优化效果。
三、研究方法和步骤：本研究采用实验室仿真和实际场景测试相结合的方法进行研究，主要分为以下几个步骤：1.建立基于移动 sink 的数据收集模型，探究数据收集算法的性能和应用场景；2.优化传感器节点分布策略，提高数据采集效率；3.探索基于移动 sink 的能量优化方案，提升网络寿命；4.搭建实验室测试环境，对优化方案进行仿真验证，评估其性能和优化效果；5.在实际场景下搭建测试环境，开展测试验证，验证优化方案的可行性和适用性。
四、预期成果和创新点：本研究主要预期成果包括：1.提出一种基于移动 sink 的数据收集算法，并通过仿真测试和实际场景测试，证明其在数据传输效率和网络寿命等方面的优势；2.提出一种优化传感器节点分布的方法，提高数据采集效率；3.探索基于移动 sink 的能量优化方案，延长传感器网络寿命；4.论述该优化方案的实际应用价值和技术创新点。
无线传感器网络中的数据聚集与传输协议
无线传感器网络中的数据聚集与传输协议无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的自组织网络。
这些传感器节点通过无线通信与协作，实时地采集环境信息，并将其聚集传输给基站或其他节点。
在WSN中，数据的聚集与传输是实现网络效能和性能的关键环节，因此数据聚集与传输协议的设计和选择变得至关重要。
数据聚集是指将分散的传感器节点上采集到的数据通过多跳路由汇聚到一个或少数几个集中节点的过程。
这样可以减少无线传感器节点之间的直接通信，降低能耗并提高网络寿命。
数据聚集协议通常分为静态聚集和动态聚集两种。
静态聚集协议是指在网络部署时，预先确定聚集节点的位置，并根据传感器节点在网络中的分布特性进行数据聚集。
静态聚集协议具有一定的局限性，适用于网络拓扑较为简单且不易变化的场景。
这种设计方式能够在一定程度上降低网络开销，提高数据聚集的效率。
然而，由于静态聚集协议无法适应网络中传感器节点位置的变化，因此对于分布式、大规模和动态的无线传感器网络，静态聚集协议的局限性显而易见。
动态聚集协议则是针对大规模、分布式和动态变化的无线传感器网络而设计的。
在动态聚集协议中，传感器节点通过节点间的动态选择和调整，形成动态聚集树结构，并将数据从叶子节点通过多跳传输到根节点。
动态聚集协议通常采用分层的方式进行聚集，即根据节点的能力和距离远近将节点分为不同层次的集群。
这种分层聚集的方式不仅能够降低能耗，还能提高数据聚集的效率和准确性。
同时，动态聚集协议还具有自适应性和鲁棒性等特性，能够适应节点位置的动态变化和网络拓扑的动态调整。
除了数据聚集，数据传输协议也是无线传感器网络中的重要组成部分。
数据传输协议主要解决节点之间的通信和数据传输的问题。
传统的无线传感器网络通信方式主要基于电能传输，即节点通过无线电波进行通信。
然而，由于节点能量有限，电能传输会导致能耗过大，从而缩短网络的寿命。
移动数据收集器在WSN中的运动策略研究
移动数据收集器在WSN中的运动策略研究李川;黄仁;杨聪【摘要】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.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2019(045)001【总页数】7页(P84-90)【关键词】无线传感器网络;移动数据收集器;数据收集;运动策略;能量空间【作者】李川;黄仁;杨聪【作者单位】重庆大学计算机学院,重庆400044;重庆大学计算机学院,重庆400044;武警士官学校光纤通信教研室,杭州310000【正文语种】中文【中图分类】TP3910 概述降低节点能耗是无线传感器领域面临的重要问题,针对该问题已经有了很多研究,并提出了层次路由[1]、能量感知路由[2]等多种方法。
但在传统的无线传感器网络中,数据采集节点和数据接收基站sink都是静止状态,临近sink区域的节点会有更大的数据传输量,从而提前结束生命周期,在sink周边形成“能量空洞”[3-4]。
为解决“能量空洞”问题,目前有很多研究人员提出在静态网络中引入移动数据收集器(Mobile Data Collector,MDC)。
对现有引入MDC的网络可以从以下3个方面进行分类:1)根据MDC是否为传感器采集数据最终接收者来分类,若MDC是最终接收者[5-6],则网络中的数据可以在上传后得到立即处理,具有更好的实时性,但因为MDC的移动性增加了路由维护的难度和数据传输的不可靠性。
若MDC的任务是负责收集传感器采集的数据并上传给sink节点[7-8],则可以降低路由维护难度,提高数据传输可靠性,但是MDC需要较大的存储空间,同时对数据处理带来了一定的延时。
无线传感器网络中一种基于移动Sink的数据收集算法
无线传感器网络中一种基于移动Sink的数据收集算法张蕾;张堃;宋军【摘要】A novel algorithm MSDG( Mobile Sink-based Data Gathering)which based on mobile sink data gathering does not depend on the location of nodes, is proposed in mobile wireless sensornetworks( WSNs). It solves the"hot spot "problem, that is multi-hop routing in WSNs brings to energy hole. Sink node builds the routing tree along the nearest fixed node as root node. At the same time, the sensed data in cluster node carry on data fusion calculation through the cluster, thus the data fusion is flanked by trees to send to Sink node in reverse-by-jump. Simulation results show that in the aspect of average energy consumption and network lifetime, the performance of MSDG surpasses data gathering protocols of LEACH and ACE-L.%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.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2012(025)005【总页数】5页(P673-677)【关键词】无线传感器网络;数据收集;分簇;移动Sink【作者】张蕾;张堃;宋军【作者单位】北京建筑工程学院计算机教学与网络信息部,北京100044;北京建筑工程学院计算机教学与网络信息部,北京100044;北京建筑工程学院计算机教学与网络信息部,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TN919.25随着物联网技术、嵌入式技术以及低功耗的无线通信技术的发展，生产具备感应、无线通信以及信息处理能力的微型无线传感器已成为可能，这些廉价的、低功耗的传感器节点共同组织成无线传感器网络WSNs(Wireless Sensor Networks)，通过节点间的相互协作，将其监测和感应到的信息(温度、湿度等)传送到基站(Sink)，实现网络数据收集功能。
典型的WSN路由协议
典型的WSN路由协议典型的无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）路由协议有多种，其中包括基于层级结构的协议、基于分簇结构的协议、基于数据中心的协议等。
在以下文本中，我将详细介绍这些典型的WSN路由协议。
一、基于层级结构的协议基于层级结构的WSN路由协议通常将网络节点划分为多个层级，如根节点、中间节点和叶子节点。
这些协议的主要目标是将传感器节点的数据从低层级传输到高层级，从而实现对数据的收集和处理。
1. LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）LEACH是一种基于层级结构的分簇协议，采用随机方式选择簇首。
在LEACH中，各个节点根据能量水平选择成为簇首或普通节点。
簇首节点收集普通节点的数据并进行聚合，然后将聚合结果传输到基站。
2. HEED（Hybrid Energy Efficient Distributed Clustering）HEED是一种能量效率分簇协议，采用分布式方式选择簇首。
在HEED 中，每个节点通过计算能量、距离和节点密度等指标来选择簇首节点。
该协议通过平衡能量消耗和网络负载来延长网络寿命。
二、基于分簇结构的协议基于分簇结构的WSN路由协议将网络节点按照一定的规则划分为不同的簇，以便有效地管理和协调数据传输。
1. PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）PEGASIS是一种能量有效的数据收集协议，在不选择簇首的情况下通过链式传输将数据传输到基站。
该协议通过最小化传输功率和距离来延长网络寿命。
2. SEP（Stable Election Protocol）SEP是一种能量稳定的分簇协议，通过轮流的方式选择簇首节点。
在SEP中，每个节点有一个能量阈值，当能量低于阈值时，节点将成为簇首并将其能量转移到其他节点上。
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Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， ２ ０ １ ６ ， ４ ２（ １ ２ ）： ３ ９ ＿ ４ ３ ．
Ｄａ ｔ ａ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｗ Ｓ Ｎ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｄｉ ｃ ｈｏ ｔ ｏ ｍｙ ａ ｎ ｄ Ｍｏ ｂｉ ｌ ｅ Ｓｉ ｎ ｋ
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文献标志码： Ａ
中图分类号： Ｔ Ｐ ３ ９ ３
ＷＳ Ｎ 中基 于 二分 法 与 移 动 Ｓ ｉ ｎ ｋ的数 据 收 集 协 议
梁 青 ， 焦 峰
（ 西安邮电大学 电子工程学院 ， 西安 ７ １ ０ ０ ６ １ ）
摘 要 ： 为 延 长 网络 生 存 周 期 ， 提 出一 种 基 于二 分 法 与移 动 Ｓ ｉ ｎ ｋ的无 线 传 感 器 网络 数 据 收 集 协 议 Ｐ Ｂ Ｄ Ｍ 。将 网 络 分为面积相等 的 ２ 个 子域 ， 子域交线为移动 Ｓ ｉ ｎ ｋ的 轨 迹 ， 随节点死亡 率的增加 ， 对内部子域 进行二分 ， 确 定 并 改 变 移动 Ｓ ｉ ｎ ｋ的 轨迹 。 移 动 Ｓ ｉ ｎ ｋ与 固定 Ｓ ｉ ｎ ｋ并 存 ， 网络 采 用 拓 扑 控 制 ， 簇 头 收 集 簇 内兴 趣 事 件 并 发 送 至距 自 己跳 数 最 小的 Ｓ ｉ ｎ ｋ 。仿 真 结 果 表 明 ， Ｐ Ｂ Ｄ Ｍ 在基站获取信息量 、 网络 剩余 节 点 数 和 剩 余 能 量 上 优 于 Ｌ Ｅ Ａ Ｃ Ｈ算 法 ， 明 显 提 高 数 据 的 收集 效 率 ， 并 延 长 无 线 传 感 器 网络 的 生 存 周 期 。 关键词 ： 无 线 传 感 器 网络 ； 二分法 ； 移动 Ｓ ｉ ｎ ｋ ； 死 亡率 ； 拓 扑 控 制 中文引用格式 ： 梁
ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｓ ｉ ｎ ｋ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｔ ｉ ｒ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｏ ｐ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ｗｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｓ ｉ ｎ ｋ
３ ９ ＿ ４ ３．
青， 焦
峰． ＷＳ Ｎ中基于二 分法 与移动 Ｓ ｉ ｎ ｋ的数 据 收 集 协 议 ［ Ｊ ］ ． 计 算 机工程 ， ２ ０ １ ６ ， ４ ２ （ １ ２ ） ：
英 文 引 用 格式 ： Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ Ｑｉ ｎ ｇ ， Ｊ ｉ ａ ｏ Ｆ ｅ ｎ ｇ ． Ｄａ ｔ ａ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｆ ｏ ｒ ＷＳ Ｎ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｄｉ ｃ ｈ ｏ ｔ ｏ ｍｙ ａ ｎ ｄ Ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｓ ｉ ｎ ｋ［ Ｊ ］ ．
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（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｓ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ ２卷 第 １ ２期
Ｖ０Hale Waihona Puke １ ． ４ ２ ・计
算
机
工
程
２ ０ １ ６年 ｌ ２月
Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０ｌ ６
Ｎ ｏ． １ ２
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｅｎ ｇｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
ＷＳ Ｎ 专题 ・
文章编号： １ ０ ０ ０ － ３ ４ ２ ８ （ ２ ０ １ ６ ） １ ２ － ０ ０ ３ ９ － ０ ５
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