一种空间查询高效的无线传感网络路由协议.pdf

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1、第28卷第5期传感技术学报V01．28No．52015年5月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMav2015QuadGrid：AQuadtreeBasedSpatialQueryRoutingProtocolforWirelessSensorNetworksNIEYung，WANGChangsheng，CHENChongyi(SchoolofInformationandEngineering，NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，C

2、hina)Abstract：Inthedata-centriclargescalewirelesssensornetworks，mostofthequeriessubmittedbyusersarespatialqueries．However，sensornodesareseverelyconstrainedinenergysupply，thus，improvingthespatial·queryenergyefficiencyisbecomingmoreandmoreimportant．GeoGridisato

3、tallygeographicallocationbasedroutingprotocol，anditiswellsuitableforthelarge—scalewirelesssensornetworkapplicationscenarios．However，itsuffersfromarelativelylowspatialqueryeficiency．Aimedatthelargescalespatial—queryapplicationscenarios，thispaperpropo．sesQuadGr

4、id，anewquadtreestructurebasedroutingprotocolforwirelesssensornetworks．QuadGridimprovestheGeoGridinitsclusterset—up，clusterheadelection，networkstopologyhierarchyandroutingstrategy．Simulationre—suitsrevealthatQuadGridhasabetterperformancethantheGeoGridandtheQTB

5、DCin：theenergy—balancing，thenetworkexistingtimeandthespatialqueryeficiency．Keywords：wirelesssensornetworks；routingprotocol；spatialqueryeficiency；quadtreestructure；GeoGrid；QuadtreeEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2015．05．022一种空间查询高效的无线传感网络路由协议术聂云峰，王长胜，陈

6、崇毅(南昌航空大学信息工程学院，南昌330063)摘要：在以数据为中心的大规模无线传感网络中，感知数据查询通常以空间查询为主，而感知节点携带能量极为有限，因此提高感知数据空间查询能量利用效率尤为重要。GeoGrid协议是一种完全基于地理位置信息的路由协议，适用于大规模无线传感网络应用场景，但其空间查询效率较低。针对大规模空间查询应用场景，从成簇方式、簇首选举、网络拓扑层次构建及路由策略等方面对GeoGrid进行优化，提出一种基于四叉树结构的空间查询能量高效的无线传感网络路由协议——QuadGrid，并对GeoGr

7、id、QTBDC及QuadGrid的空间查询能耗进行仿真分析。实验结果表明，与GeoGrid、QTBDC相比，QuadGfid网络能耗更均衡，网络生命周期更长，空间查询更高效。关键词：无线传感网络；路由协议；空间查询能量高效；四叉树结构；GeoGrid；QuadGrid中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004—1699(2015)05—0744—08无线传感网络WSNs(WirelessSensorNetworks)件制约很难补充节点能量J，因此，能量高效的空是以数据为中心的网络，其目的是由各感知节

8、点协间查询处理是目前亟需解决的问题。作地感知、采集和处理监测区域中感知对象的信息，现阶段WSN路由协议大体上可分为平面路由并将信息发布给观察者l1J。无线传感网络路由协协议和分簇路由协议，平面路由协议不适用于大规议设计的首要目标是能量高效。在WSNs中，感模网络L4』，而分簇路由协议可以减少节点发送数据知数据与时间和空间高度相关，并且感知数据查询的距离和数据包碰撞次数，此