基于rn的移动sink无线传感器网络数据收集协议研究

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1、分类号密级UDC编号桂林电子科技大学硕士学位论文题目基于RN的移动sink无线传感器网络数据收集协议研究(英文)MobileSinkDataCollectionAlgorithmResearchinWSNBasedonRendezvousNodes研究生学号:092031316研究生姓名:赵斌洁指导教师姓名、职务:陈光喜教授申请学科门类:工学硕士学科、专业:控制理论与控制工程提交论文日期:2012年4月论文答辩日期:2012年6月2012年6月9日独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外

2、，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它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做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、

3、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：摘要摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)是集数据收集、数据处理和数据传输于一体的复杂系统，其中，数据收集的方式和数据传输过程中的能耗管理是制约无线传感器网络应用的核心问题，目前提出的收集协议多以静态传感器网络为研究对象，而忽略了具有一定移动能力的特殊的sink节点，采用移动sink（MS）可以有效地提高网络的生存周期，然而，网络拓扑结构也会随着sink的移动而动态的变化，不利于数据收集的稳定进行，所以，考虑在网络中加

4、入了一类特殊的会合节点（RN），即基于RN的MS型无线传感器网络，这样即能够保证网络的连通性，又可以均衡传感器节点的能量消耗，延长整个网络的生命周期，因此，通过对现有的移动sink无线传感器网络数据收集协议进行深入的研究分析和比较，本文着重研究了基于RN的移动sink无线传感器数据收集协议，主要工作如下：（1）结合实际的应用环境，完成对城市环境监测系统中数据收集协议部分的设计，利用公交车作为移动sink节点的运载设备，是一款固定MS移动轨迹的数据收集协议IM-RN，可以有效的平衡节能和传输质量之间关系。（2）针对RN缺少有效判定的现状，改进了RN的选取算法，在原基础上引入了时间优化因子Iv，通

5、过延长RN与移动sink的通信时间来增大周期网络数据的传输量；而且，利用最大化独立集合权重的算法错开各个RNs与MS的通信时段，防止多个RNs同时向MS发送数据造成信道竞争而进行拥塞控制，减少数据冲突，提高网络数据传输效率。（3）为了提高数据传输效率，根据RN的数据处理能力来改进对节点竞争值的定义，采用基于竞争值的不均衡数据分发机制，簇头以竞争值作为传输判断标准来选择合适的RN作为发送目标，并控制转发给它的数据量。（4）针对基于RN的数据收集协议存在的能耗过大问题，给出网络特殊节点的更换机制，簇首和RN可以根据能量阈值与普通的传感器节点进行角色轮换，平衡网络负载；此外，结合简化的不均衡分簇算法

6、，有效地解决了无线传感器网络中的能量空洞问题，延长网络寿命。在OMNET++实验平台上对IM-RN数据收集协议进行仿真实验，通过与现存的相关数据收集协议对比，对IM-RN的能耗和性能进行了全面的评估，结果表明IM-RN不仅改善了协议的性能，同时降低了网络中节点的能耗。关键词：无线传感器网络；移动sink（MS）；会合节点（RN）；数据收集；能耗；IAbstractAbstractWirelessSensorNetwork(WSN)isanewtechnologyfordataacquisition、dataprocessinganddatatransmission,andthedatacoll

7、ectionandenergymanagementarehotresearchareabecauseit’sthebasicapplication.Mostcurrentdatacollectionprotocolsfocuseonstaticsensornetwork,whileignoringthespecialmovingsinknode,whichcaneffectivelyimprove