无线传感器网络的多移动sink跟踪方法研究

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带有多移动sink的无线传感器网络的主要用途是数据收集和查询,通过某种路由方法将静态传感器节点采集的传感数据在有限的时间内传递给移动sink,成为带有移动sink的无线传感器网络研究的关键问题。根据数据收集和查询策略可以将其分为数据源节点主动向移动sink上报传感数据的策略和移动sink节点发出查询请求,数据源节点被动上传数据的策略。本文基于这两种策略提出了两种数据收集协议,一种是通过对移动sink移动角度分析避免数据传输路径产生路径回路的DAMST(Detour-Aware Mobile Sink Tracking)协议,该协议属于数据源节点被动上传数据的收集策略。DAMST协议由sink发出数据收集请求从而收集数据。该协议通过分析移动sink移动角度相邻角的变化来避免数据传输路径中产生的回路,最终收集到感兴趣区域的数据,DAMST协议以低能耗低通信开销的方式实现了数据收集。在DAMST协议中,当移动sink通过某个感兴趣的区域时,它会指定一个普通传感器节点作为区域代理节点,区域代理节点将负责代理收集整个感兴趣区域的数据,而移动sink将记录自己沿途附近的足迹节点(足迹节点是sink在移动过程中标记的位于sink附近的普通传感器节点,用于记录sink的移动轨迹),在记录的过程中,移动sink还会不断的移除处于轨迹回路上的足迹节点,只保留有效节点。一旦移动sink想要获取该区域的数据,它就会将数据收集请求沿着自己保留的有效足迹节点发给区域代理,最终数据包也会沿着相同路径发送给移动sink。另一种是基于线索的数据收集协议CBDCR(Clue Based Data Collection Routing Protocol)协议,CBDCR协议是一种由数据源节点主动上传数据给sink的路由方法。在CBDCR中,sink可以随机的在网络中移动,并周期的广播自己的位置消息给临近的节点,位置消息包含sink生成该消息的时刻,发出消息的节点距离sink的跳数等信息,用于传播sink的位置信息。收到这些位置消息的节点被称为观察者节点,位置消息在观察者节点内部以线索的形式存储,线索因此可以指引数据包找到指向sink的下一跳,每次通过传感器节点指示下一跳节点,使得数据包最终找到移动sink节点。随着sink移动时间的增加,越来越多的普通传感器节点将成为观察者节点,即拥有sink当前位置线索的节点越来越多,从而数据包可以以更短的传输路径找到移动sink。本文对每种协议都进行了仿真实验及性能分析,并在文中对仿真所用到的软件工具OMNeT++做了简单介绍。最后,本文对所展开的研究工作进了总结,并在最后章节对带有多移动sink的数据收集方法潜在的研究方向做了展望。
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