基于分簇的无线传感器网络Top-K数据查询算法.pdf

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1、146传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第l2期DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)12--0146--03基于分簇的无线传感器网络Top-K数据查询算法，江欣，李长庚(中南大学物理与电子学院，湖南长沙410083)摘要：Top—K数据查询是无线传感器网络的一个重要应用，如何节省能耗是Top．K数据查询的一个重要课题。针对传统的Top—K数据查询是多跳传输，节点过滤窗口更新代价大等缺点，提出一种基于分簇的无线传感器网络Top—K数据查询算法。通过对节点进行分簇进而减少数据的传输跳数，通过设置过

2、滤器值对数据过滤，减少冗余数据的传输，增加探寻过程，保证数据的完整性和可靠性，实现降低网络节点整体通信能耗的目的。仿真结果表明：与传统算法相比，该算法可有效降低网络的整体能耗，提高能量有效性。关键词：分簇；Top．K查询；过滤；无线传感器网络中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)12-0146-03WirelesssensornetworksTop-KdataqueryalgorithmbasedonclusteringJIANGXin，LIChang—geng(SchoolofPhysicsandElectronics，CentralSouthUniv

3、ersity，Changsha410083，China)Abstract：Top—Kdataqueryisanimportantapplicationofwirelesssensornetworks(WSNs)，howtosaveenergyconsumptionisauimportanttopicofTop—Kdataqueries．AimingatshortcomingsthattraditionalTop—Kdataqueryismulti—hoptransmission，updatepriceofnodesfilteringwindowishigh，proposeaTop—Kdata

4、queryalgorithmforWSNsbasedonclustering．Byclusteringnodestoreducehopsofdatatransmission，bysettingfiltervaluesfordatafilteringtoreducetransmissionofredundantdata，increasetheprocessofexploringtoensuredataintegrityandreliability，toachieveloweroverallcommunicationenergyconsumptionofnetworknodepurposes．S

5、imulationresultsshowthatcomparedwithtraditionalalgorithm，itcanreduceoverallenergyconsumptionofnetwork，increaseeffectivenessofenergy．Keywords：clustering；Top-Kquery；filtering；wirelesssensornetworks(WSNs)0引言为了节省通信量，TAG算法采用对网内数据进行融随着物联网的发展，无线传感器网络被运用到社会活合的思想减少数据的传输量，得到精确的查询结果。TAG动中的方方面面，如医疗护理、森林火灾和洪水监测

6、等。算法是把这个网络看成一颗树，这样数据传输的跳数是多数据查询是无线传感器网络应用中的一个非常关键的应跳，通信能耗相对比较大。FILA_4算法是基于过滤的算用，而Top．K查询是查询应用中的一个重要内容J。无线法，此过滤算法虽减少了冗余数据的上传，但当数据变化比传感器网络通过监控范围中最大的监测参数(如，血压、心较大时会产生很大的窗口更新代价，消耗能量较多。率、温度、土壤水分等参数)，可以起到判断人的身体指标、针对TAG与FILA算法的不足，本文提出一种基于分森林温度预警和洪水监测的作用。由于传感器节点通常都簇的无线传感器网络Top—K数据查询算法，首先对网络进是分布在无人看护的环境中，所以

7、，减少传感器网络的整体行分簇，每个簇选出一个簇头节点，簇中其他节点将数能耗是研究者追求的目标，能量消耗越小，节点生命周期就据传递给簇头节点，然后再传给Sink节点，这使得传输的越长。由于无线传感器网络中的能量消耗的绝大部分是通跳数在两跳之内，减少了发送和接收能耗。在每个节点设信能耗，因此，无线传感器网络的一个迫在眉睫的问题就是置过滤器值，当数据不够时利用探寻来补充数据，使得数据如何降低网络的整体通信能耗。的传