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无线传感器网络网内数据聚合算法研究

作　者: 杨一平
导　师: 刘先省
学　校: 河南大学
专　业: 应用数学
关键词: 无线传感器网络聚合树数据聚合
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 255次
引　用: 1次
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内容摘要

无线传感器网络是一种由大量传感器节点组成的以数据为中心的无线自组网络,节点集成了传感器单元、数据处理单元和短距离无线通讯模块。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区中各种监测对象的信息,并发布给观察者。无线传感器网络、效用计算、塑料电子和人体仿生一起被称为全球未来四大高科技产业。作为新一代测控系统的无线传感器网络,网络中感知数据的收集聚合是无线传感器网络系统最基本最重要的功能,其性能的优劣直接影响网络中能量资源的节约和网络的整体效能。本文针对无线传感器网络网内数据处理中的数据聚合机制进行研究,在对现有的网内信息处理技术及网内数据聚合机制进行系统分析的基础上,结合最大限度节约网络能量资源和提高网络整体效能的目标,针对稀疏的数据采集环境提出了一种适合的网内数据聚合机制,完善了传感器网络的数据聚合机制。所做工作如下:1.总结了无线传感器网络的网内数据聚合机制,基于数据聚合的能耗模型,论文详细分析了数据聚合树的构建及数据聚合过程,并对三种典型的数据聚合机制做了理论上的分析和能耗上的对比。2.为实现网络内少量节点的数据聚合,提出了一种由感知节点开始的逆向聚合树构造改进算法,算法基于节点的探查和取消协议,通过对节点间权重的比较,分布式的构建一棵或多棵聚合树,从理论和仿真实验证明了算法的有效性。3.为减少节点的能量消耗,在聚合树的构建过程中,利用节点权重和概率论知识,将数据聚合过程和聚合树构造过程结合为一个过程,有效地延长了网络生存时间并增强了数据的可靠性。通过理论和仿真实验证明了算法的优越性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-11
  1.1 问题提出  8
  1.2 论文主题研究现状  8-9
  1.3 论文研究意义和研究内容  9-10
  1.4 论文组织安排  10
  1.5 本章小结  10-11
第2章 WSN 网内信息处理概述  11-23
  2.1 WSN 简介  11-18
    2.1.1 WSN 特点及其与传统无线自组网区别  11-14
    2.1.2 WSN 体系结构  14-17
    2.1.3 WSN 应用及发展  17-18
  2.2 WSN 网内信息处理的研究内容  18-20
  2.3 WSN 网内信息处理的研究现状  20-21
  2.4 WSN 网内信息处理的主要技术挑战  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章 WSN 网内数据聚合算法  23-43
  3.1 引言  23-24
  3.2 WSN 数据聚合中能量模型  24-26
    3.2.1 WSN 数据聚合中数据传输能量模型  24-25
    3.2.2 基于网内数据聚合的能量模型  25-26
  3.3 WSN 网内信息处理中的数据聚合  26-29
  3.4 WSN 数据聚合算法  29-40
    3.4.1 树型层次数据聚合算法  29-33
    3.4.2 链式数据聚合算法  33-37
    3.4.3 聚类集群数据聚合算法  37-40
  3.5 三种典型的数据聚合算法分析对比  40-42
    3.5.1 算法分析  40-41
    3.5.2 算法能耗对比  41-42
  3.6 本章小结  42-43
第四章一种关于稀疏聚合的WSN 网内数据聚合算法  43-56
  4.1 问题引入  43
  4.2 算法过程描述  43-53
    4.2.1 相关工作  44-46
    4.2.2 聚合树构建过程  46-52
    4.2.3 数据聚合过程  52-53
  4.3 仿真分析  53-55
  4.4 本章小结  55-56
总结与展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-64
攻读硕士学位期间完成的论文及参加的科研项目  64

无线传感器网络网内数据聚合算法研究

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