无线传感器网络中一种改进的能效数据收集协议

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无线传感器网络数据收集方案改进方法研究

第2期2017年1月No.2January，2017随着信息技术的不断发展，及时有效地掌握相关信息十分重要，因此，信息收集技术的作用十分重要，应用范围较广。

在当前应用的信息收集技术中，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks ，WSN ）十分受关注，该项技术具有成本低、性价比高、能量消耗低及在任意环境中易分布，自由组成无线网络等优点，这使无线传感器信息采集变得十分简单。

无线传感器被广泛应用于压力、温度、定位等方面的信息采集。

当前传感器信息采集协议包括LEACH 协议、分簇协议、TEEN 协议等。

本文基于改进的LEACH 协议对无线传感器数据收集网络进行研究。

1 mWSN网络体系结构在部署无线传感器网络时，可以采用确定性部署和随机部署相结合的方式，随机部署移动传感器网络节点，固定传感器参考节点采用确定性部署方式，这样可以构建比较稳定的传感器网络结构，同时也能更好地使用网络动态拓扑的变化，以降低传感器网络的能耗。

移动无线传感器网络（Mobile Wireless Sensor Network ，mWSN ）层次结构如图1所示。

该网络被分成了大小均匀、数量固定的簇，并且每个簇中都一个固定参考节点，每个固定参考节点包含一个簇头节点（Cluster ）及多个簇内成员节点。

网络体系中的通信为簇内成员节点与Cluster 之间的通信、固定节点之间的通信。

图1 mWSN的层状结构在mWSN 网络结构中，一个监测区域中需要同时部署n 个传感器节点，并且根据实际应用需要，除了部署固定的m 个传感器节点（节点坐标位置可知）之外，还需要在监测区域中随机部署n -m 个移动节点（节点坐标位置不可知）。

通过分簇算法将WSN 中的节点划分成不同的簇和Cluster ，每一个簇由一个Cluster 、某个固定传感器节点及多个簇内成员节点组成，而且全部的固定节点形成一颗路由汇集树，且该树以Sink 为根。

一种用于无线传感器网络的改进SPIN路由协议

ＺＨ０ＵＲａＬＩＺｈｉｎ
（ｅｔｏｃｎｎｏｍａｉｎＥｎｉｅｒｎＳｉｈａｉｅｓｔ，Ｃｈｅｇｕ６０６）ＥｌｃｒｎｉｓａｄＩｆｒｔｏｇｎｅｉｇ，ｃｕｎＵｎｖｒｉｙｎｄ１０５
ＡｓｒｃＢｃｕｅｏｅｌｔｄｅｅｇｆｒｌｓｓｎｏｅｗｏｋＷＳｎｄｓｔｅｊｒｃｎｉｅａｉｎｏｅｉｉｇｒｕｉｇｐｏｏｏｂｔａｔｅａｓｆｔｍｉｎｒｙｏｅｅｅｓｒｔｒ（Ｎ）ｏｅ，ｈｏｏｓｒｔｆｓｇｎｏｔｒｔｃｌｈｉｅｗｉｓｎｍａｄｏｄｎｎ
某些特定的情况下，由于节点间彼此频繁的交换一些协商
数据包，会消耗过多的能量。本文提出一种名为ＳＩ — ＰＮＺ的路由协议，该协议在ＳＩＰＮ的基础上进行了改进，其优点是数据传输具有方向性而不是在整个网络中无目的扩散，而且减少了冗余数据的传输，节省了网络能量。另外，ＮＳ在２环境下对ＳＩ－ＰＮＺ协议进行了仿真验证一陛能分析。与．
减少整个网络冗余数据的传输来减少能量消耗。在Ｎ２Ｓ环境下进行仿真，结果表明ＳＩ－协议比ＳＩＰＮＺＰＮ协议更加节省能量。
关键词无线传感器网络；路由协议；ＳＩＰＮ
Ｔ２Ｎ９５中图分类号
ＡｎＩｐｏｅＰＩＲｏｔｎｒｔｃｌｆｒＷｉｅｅＳｎｏｔｒｓｍｒｖｄＳＮｕｉｇＰｏｏｏｏｒｌｓｅｓｒＮｅｗｏｋｓ
无线传感器网络的应用环境千差万别，数据通信模式

无线传感器网络低能耗数据采集终端的优化算法研究

无线传感器网络低能耗数据采集终端的优化算法研究近年来，随着物联网技术的快速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）在各个领域得到了广泛的应用。

而其中最重要的部分就是数据采集终端。

然而，由于无线传感器网络终端节点的能源有限，如何提高其能效成为了研究的重点。

本文将围绕无线传感器网络低能耗数据采集终端的优化算法展开研究。

为了降低无线传感器网络终端节点的能耗，首先需要考虑的是优化终端节点的功耗管理。

功耗管理是实现低能耗操作的关键，可以通过采取以下措施来降低功耗。

首先，对于无线传感器网络终端节点的通信模块，采用能量有效的通信协议是十分重要的。

传统的协议，如LEACH、TEEN等，普遍存在能量浪费和通信冲突的问题。

为了解决这些问题，可以使用基于群集的协议，并结合簇头轮流工作和数据聚集等技术，使得终端节点在数据传输过程中的能耗得到最小化。

其次，为了降低终端节点的能耗，还可以采用数据压缩和冗余消除技术。

在无线传感器网络中，节点采集到的数据通常具有一定的冗余性，可以通过使用压缩算法来减少数据的传输量。

数据压缩算法可以利用数据的相关性和稀疏性等特点来实现对数据的压缩，从而减少传输过程中的能耗。

另外，对于终端节点的能量供应，也需要进行优化。

传统的无线传感器网络终端节点通常通过电池供电，电池的寿命限制了终端节点的使用时间。

因此，可以通过利用可再生能源来补充终端节点的能量。

例如，可以使用太阳能板或热能收集器等设备来收集周围环境中的能量，并将其转化为电能来为终端节点供电。

这种能量收集技术可以显著延长终端节点的使用寿命。

此外，为了提高终端节点的能效，还可以采用节能硬件设计。

传感器网络中常用的节点硬件包括传感器、微控制器、射频模块等，通过优化硬件电路的设计，可以降低终端节点的功耗。

例如，选择低功耗的微处理器、优化功耗管理电路以及优化射频模块等都可以有效地减少节点的功耗。

除了功耗管理的优化，还可以通过改进数据采集算法来降低终端节点的能耗。

无线传感器网络中能效优化算法的使用教程

无线传感器网络中能效优化算法的使用教程无线传感器网络（Wireless Sensor Network，缩写WSN）是由许多无线传感器节点组成的网络，节点分散在监测区域内，通过无线通信传输收集到的数据。

在WSN中，能源是一个关键资源，因此如何优化能量消耗成为了研究的重要问题。

本文将为您介绍几种在无线传感器网络中常用的能效优化算法，并详细说明每个算法的使用方法和优势。

1. LEACH算法LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的能效优化算法。

它通过分簇的方式将传感器节点划分为无数个簇，并通过轮流担任簇首的方式来实现对能量消耗的均衡。

LEACH的使用方法如下：- 建立初始网络：将网络中的传感器节点随机地分为簇首节点和普通节点，并为每个节点分配能量。

- 簇首选举：普通节点根据一定的概率选择成为簇首节点，同时广播自己的信息给其他节点。

- 数据收集：簇首节点负责收集整个簇中的数据，并将聚合后的数据发送到基站进行处理。

LEACH算法的优点是能够减少数据传输的距离和能量消耗，从而延长整个网络的寿命。

2. PEGASIS算法PEGASIS（Power Efficient Gathering in Sensor Information Systems）是一种基于链路的能效优化算法。

它通过建立一个节点的链表来传输数据，从而减少节点之间的通信开销。

使用PEGASIS算法的方法如下：- 邻居查询：每个节点查询自己的邻居节点，并选择与自己距离最近的节点作为自己的下一个节点。

- 建立链表：每个节点根据前一步选择的下一个节点建立自己的链表，节点之间通过直接跳跃实现链表的建立。

- 数据收集：链表的第一个节点负责收集整个链表中的数据，并将数据传输到基站。

PEGASIS算法的优势在于能够有效减少节点之间的通信开销，从而延长整个网络的寿命。

3. S-MAC算法S-MAC（Sensor Medium Access Control）是一种基于时间同步和睡眠模式的能效优化算法。

wisun协议中文版

wisun协议中文版【原创实用版】目录1.Wisun 协议概述2.Wisun 协议的特点3.Wisun 协议的应用场景4.Wisun 协议的发展前景正文一、Wisun 协议概述Wisun 协议，全称为“Wireless Sensor Networks Unified Data Collection Protocol”，即无线传感器网络统一数据收集协议，是一种为无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）设计的数据收集协议。

WSN 是由大量无线传感器节点组成的分布式网络系统，主要用于环境监测、目标跟踪等应用场景。

Wisun 协议旨在为 WSN 提供一个可靠、高效的数据收集机制，提高网络性能。

二、Wisun 协议的特点1.可扩展性：Wisun 协议支持大规模的无线传感器节点，可以灵活地扩展网络规模，满足不同应用场景的需求。

2.自适应性：Wisun 协议能够根据网络状况和任务需求，动态地调整数据收集策略，以提高网络性能。

3.能效优化：Wisun 协议采用了节能技术，如睡眠模式、数据压缩等，有效降低了节点能耗，延长了网络寿命。

4.容错性：Wisun 协议具有较强的容错能力，能够应对节点失效、通信干扰等异常情况，保证数据收集的可靠性。

5.安全性：Wisun 协议采用了加密和认证技术，确保了数据的安全传输和存储。

三、Wisun 协议的应用场景Wisun 协议广泛应用于各种无线传感器网络的场景中，如智能家居、工业监控、智能交通、环境监测等。

在这些场景中，Wisun 协议通过优化数据收集策略，提高了网络性能，降低了能耗，保障了数据的安全传输。

四、Wisun 协议的发展前景随着物联网技术的快速发展，无线传感器网络的应用范围将越来越广泛。

作为无线传感器网络的核心技术之一，Wisun 协议在未来的发展前景十分广阔。

研究人员将继续对 Wisun 协议进行优化和改进，以适应更多的应用场景，满足更高的性能要求。

一种改进的无线传感器网络LEACH协议

在簇头节点选定后．该簇头节点对网络中所有节点进行广播．播数据包含有该节点成为簇头节点的信息。一旦传感器节广点收到广播数据包．根据接收到的各个簇头节点广播信号强度，
ＡｂｔａｔｉｇｃｓｒｇａｏｔｍＯｐｏｏｇｗｉｌｓｓｎｏｅｗｏｋｉｔｎｉｏｔｎｓｅＬＡＣＨｓｓｅｎ —ｂｓｄｐｏｏｏ、ｓｒｃ：ｎｌｔｉｌｒｈｔｒｌｎｒｅｓｅｓｒｎｔｒｓｆｉｉａＵｓｕｅｎｇｉｅｌｅｍｅｓｍｐｒｔｉｕ．Ｅａｓｉａｌｔｒｇａｅｒｔｃｌｕｉ
了传感器技术、入式计算技术、布式信息处理技术和无线通嵌分信技术ｆ，够协作地实时监测、知和采集各种环境或监测对１能１感象的信息．对其进行处理。送到这些信息的用户无线传感器并传网络是计算机科学技术的一个新的研究领域．已经引起了学术界和工业界的高度重视．被认为是将对２１世纪产生巨大影响力的技术之一。传统网络相比，Ｎ最大的特点是能量、储空间及与ＷＳ存计算能力等能源十分有限．此必须针对其特性来研究新的路由因算法。目前提出的ＷＳＮ路由协议主要有两类：面路由协议和层平次路由协议［１］前者要求所有传感器节点均具有路由功能：２３。１而后者只需一部分节点负责路由信息的转发．到了延长大部分节达点生存期限的目的。典型的层次路由协议是基于簇结构的『１１４ｆ，５

无线传感器网络中一种高能效数据收集协议

，１ＥｅｔｃｌｎｉｅｉｇＣｌｇ，ｕｈｕＵｉｒｔ，ｕａｇ５００，ｈｎ；，．ｌｒａＥｇｎｅｎｏｌｅＧｉｏｎｖｓｙＧｉｎ５０３Ｃｉｃｉｒｅｚｅｉｙａ、
Ｉ．ｅｒｅｔｌｔｎｎｉｅｎ，ｕｉｉｎｔ￣ｏｃｎｌｙＬｎｕｇｎａｇｕ２０２Ｃｉ；ＤｐｔｎｏｅｒｉＥｇｎｒｇＨａａＩｉｆＴｈｏｇ，ｉｙｎａｇＪｎｓ２６，ｈａｌ２ａｍｃｏｃｆＥｅｉｈｓｔｕｅｏａｉ２ｎ
ｒｓｄａｎｒ．ｕｔｅｍｏｅ，ｌｓｅｈａｒｎｍｉｈａａｔｉｋｎｄｙｍｕｔ— ｏｔｏＩｒｅｏｉｒｖｅｉｕｌｅｅｇＦｒｈｒｒｃｕｔｒｅｄｔａｓｔｔｅｄｔｏｓｎｏｅｂｌｈｐｍｅｈｄ．ｎｏｄｒｔｍｐｏｅｙｓｉｔｅｅｅｇｆｃｃａｉｔａｃｕｔｒｓｈｄｌｇｍｅｈｄｉｓｄｔｏｔｏｈｕｅｆａｔｖｏｓｉｌｔｒｉｈｎｒｙｅｆａｙ，ｎｒ —ｌｓｅｃｅｕｉｔｏｓｕｅｏｃｎｒｌｔｅｎｍｂｒｏｃｉｅｎｄｅｎａｃｕｓｅ．Ｓｍ— ｉｎｕａｉｎｒｓｌｈｗｈａｌｔｏｅｕｔｓｏｔｔＣＥＤＧＰｓｇｉｃｎｌｕｐｅｆｒｓｔｅｔａｉｏａｌｓｅ — ｓｄｄｔａｈｅｉｇｐｏｏｏｓｉｓｉｎｆａｔｏｔｒｏｉｙｍｈｒｄｔｎｌｃｕｔｒｂａｅａａｇｔｒｎｒｔｃｌｎｉ

能量有效的无线传感器网络数据收集协议

量均衡，并能延长网络生命期。
关健词：无线传感器网络；移动Ｓｎ；数据收集；转发树ｉｋ
ＥｎｒｙＥｆｃｅｔｔｔｅｉｇＰｒｔｃｌｏｅｇｆｉｎｉＤａａＧａｈｒｎｏｏｏｒｆＷｉｅｅｓＳｎｏｔｒｓｒｌｓｅｓｒＮｅｗｏｋ
中分号；Ｐ９田类Ｔ３３
能量有效的无线传感器网络数据收集协议
郑瑾，苏广毅，贾维嘉，王国军
（中南大学信息科学与工程学院，长沙４０８）１０３摘要：针对无线传感器能量有限问题，提出能量有效及均衡的数据收集协议（ＥＤＰ。利用移动Ｓｎ（）ＥＢＧ）ｉＭＳｋ进行实时数据收集，用主采动重定位ＭＳ靠近数据流量大的邻居区域的方法，缩短大流量数据的传输路径，降低传感器节点能量消耗。在数据流量相对均匀而ＭＳ的数据转发节点能量低于闽值时，ＭＳ向能量最大的邻居节点，使传感器节点能量消耗达到均衡。实验结果表明，ＥＢＧ移ＥＤＰ能量有效且能
Ｐｏｏｏ（ＥＧＰ．ｈｒｔｃｌｓｓｔｅＭｏｉｉｋＭＳｔｏｌｃｄｔ，ｔｒｇｅｓｅｅｏａｅｅＭＳｃｏｅｅｒｇｏｓｔａｒｄｃｒｔｃｌＢＤ）ＴｅｐｏｏｏｅｂｌＳｎ（）ｏｃｌｔａａｉｐｏｒｓｉｌｒｌｃｔｓｌｓｒｔｔｅｉｎｔｏｕｅＥｕｈｅｅｖｙｈｔｏｈｈｐ
［ｙｒｓｒｌｓｎｏｅｏｋ；ｏｉｉｋＭＳ；ａａｅｉｇｆｒａｄｎ－ｅＫｅｄｗｉｅｓｅｓｒｔｒｓＭｂｌＳｎ（）ｄｔｇｔｒ；ｏｒｉｇｔｅｗｏｌｅｓｎｗｅａｈｎｗｒ

无线传感器网络中的能耗优化与数据传输协议设计

无线传感器网络中的能耗优化与数据传输协议设计随着物联网技术的迅猛发展，无线传感器网络作为其重要组成部分，正逐渐成为现实世界与数字世界之间的桥梁。

然而，无线传感器网络中的节点能源有限，能耗优化和数据传输协议设计成为当前研究的热点问题。

本文将针对这一问题进行详细探讨。

一、无线传感器网络中的能耗优化无线传感器网络中的节点通常由多个传感器、处理器和无线通信模块等组成，其能源有限，需要进行能耗优化。

以下是几种常见的能耗优化方法：1. 路由协议优化：路由协议的选择对于无线传感器网络中的能耗至关重要。

优化的路由协议可以通过选择最短路径，减少数据包的转发距离，从而降低能耗。

2. 节能调度：节点在不同时间进行休眠和工作的调度可以降低能耗。

通过合理的调度算法，使得节点在必要时刻进行数据采集和传输，而在其他时间进入低功耗状态，可以极大地延长网络的生命周期。

3. 能量收集与自充电：利用无线传感器节点周围的环境能量进行自主充电是一种有效的能耗优化方法。

如太阳能、振动能、热能等均可应用于能量收集技术，为节点供电，延长网络寿命。

4. 数据压缩与聚合：传感器网络中的数据压缩和聚合可以减少数据传输量，降低能耗。

通过对数据进行滤波、压缩和聚合处理，可以有效减少传输的数据量，节约能源。

二、数据传输协议设计数据传输协议是无线传感器网络中相互通信的基础。

以下是几种常见的数据传输协议设计方法：1. 分簇协议：分簇协议是无线传感器网络中常用的一种数据传输协议。

该协议将整个网络分为若干个簇，并选择一个簇首节点进行数据集中和转发，可以降低能耗和延长网络寿命。

2. TDMA技术：时分多址技术(TDMA)基于时间划分原理，在时间上将信道分为若干个时隙，不同的节点在不同的时隙传输数据，避免了碰撞和冲突，提高了网络的吞吐量和能耗效率。

3. 跳数优化：传感器网络中的节点分布广泛，通过优化跳数，可以降低传输时延和能耗。

合理设计数据传输路径，减少中继节点的数量，可以提高数据传输的效率。

一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议

ｍｅｈｎｓｉｉｔｏｕｅｎｏｔｅｐｏｏｏｒｅｓａｌｈｔｅｔｎｍｉｓｏａｈｉｈｅｗｒ．ｎａｄｔｎ，ｃａｉｍｓｎｒｄｃｄｉｔｈｒｔｃｌｉｏｄｒｔｅｔｂｉｈａｓｓｉｎｐｔｎｔｅｎｔｏｋＩｄｉｏａｎｏｓｒｉｎｗｙｅｅｇａａｃｎｔａｅｓａｏｔｄｔｅｌｔｈｘｅｓｅｅｅｇｏｓｍｐｉｎｉｅｏｅＯｔａｈｅｌｎｒｙｂｌｎｉｇｓｒｔｇｉｄｐｅｏｄａｈｔｅｅｃｓｉｎｒｙｃｎｕｔｎｋｙｎｄｓＳｈｔｅｙｗｉｖｏｔｌｅｉｆｔｅｅｓｒｅｗｏｋｃｎｅｒｌｎｅ．Ｗｉｌｓｓｎｏｎｔｏｋｓｍｕａｉｎｌｔｒｉｔｆｍｅｏｈｓｎｏｎｔｒｓａｂｐｏｏｇｄｒｅｓｅｓｒｅｗｒｓｉｌｔｐａｆｍｂｓｄｎｅｏｏａｅｏ
ＡｂｔａｔＡｉｎｔｒｂｅｆｏｃｅｕｄｎａａａｄｎｎｂｌｎｅｎｒｙｃｎｕｔｎｉｎｍｕｏｓｒｃ：ｍｉｇａｏｌｍｓｏｏｍｕｈｒｄｎａｔｔｎｏ — ａａｃｄｅｅｇｏｓｍｐｉｍｉｉｍｈｐｐｔｄｏｎ
５２
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｅｏｙｔｅｈｏｇｓＴａｓｕｅａｄＭｉｓｓｍＴｃｎｌｉ）ｒｅｏｅ
２１０２年第３ｌ卷第８期

无线传感网中一种改进层次数据融合论文

无线传感网中一种改进的层次数据融合策略摘要：在无线传感器网络中，数据融合是减少能量消耗的有效途径。

本文针对多层数据融合方案的局限性提出了一种改进策略。

该策略是在已建立的每一层上再划分为两个子层，数据在邻层的相应子层中传输，避免了节点之间能量消耗不均，延长了网络的生存周期。

关键词：无线传感器网络；层次数据融合；数据传输中图分类号：tp393 文献标识码：a 文章编号：1007-9599(2011)22-0000-01improved level data aggregation strategy for wireless sensor networksren xiuli(school of computer,jilin normal university,siping 136000,china)abstract:an improved strategy of level data aggregation is proposed for the limit of multi-level data aggregation scheme in this paper for wireless sensor network. the strategy is divided each level into two sub-levels,transmitted the data between the adjacent two sub-levels,avoided unbalanced energy consumption of nodes and extended the network lifecycle.keywords:wireless sensor network;level dataaggregation;data transmission一、引言无线传感器网络（wireless sensor networks，wsn）[1]中的节点是由电池供电，能量十分有限，这就要求wsn 中采用数据融合技术，对冗余数据进行处理，有效地减少数据传输量，延长wsn的生命期[2]。

无线传感器网络中的路由协议使用教程

无线传感器网络中的路由协议使用教程无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布式传感器节点组成的网络系统，主要用于接收和传递环境中的信息。

在WSN中，节点之间的通信是通过路由协议来实现的。

路由协议的选择和使用对于WSN的性能和能效至关重要。

本文将介绍几种常用的无线传感器网络中的路由协议及其使用教程。

1. LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）LEACH是一种经典的无线传感器网络路由协议，主要用于降低网络中能量消耗。

LEACH协议采用分簇的方式组织网络，即将节点分为不同的簇，每个簇都有一个选举的簇头节点，负责数据的汇聚与传输。

LEACH协议的使用步骤如下：步骤1：节点选择每个节点在每一轮中都有一定的概率成为簇头节点，概率大小与节点的剩余能量成反比。

节点根据自身剩余能量计算概率，并决定是否成为簇头节点。

步骤2：簇建立节点选择完成后，其他节点将选择最近的簇头节点进行连接，并加入对应的簇中。

步骤3：数据传输簇头节点负责接收和汇聚其他节点的数据，并将数据传输到基站或其他目标节点。

2. AODV（Ad-hoc On-Demand Distance Vector）AODV是一种基于距离向量的无线传感器网络路由协议，主要用于动态网络中的路由选择。

AODV协议具有很好的自适应性能，能够根据网络的变化实时地选择最佳路由。

AODV协议的使用教程如下：步骤1：路由请求当一个节点需要发送数据时，它首先向周围的节点广播路由请求（RREQ），请求到达目标节点的最佳路径。

步骤2：路由回复当接收到路由请求的节点拥有到目标节点的有效路径时，它向源节点发送路由回复（RREP），包含到达目标节点的路径信息。

步骤3：数据传输源节点接收到路由回复后，即可沿着最佳路径将数据传输到目标节点。

3. DSR（Dynamic Source Routing）DSR是一种基于源节点的无线传感器网络路由协议，能够自适应地选择路由，并能够处理网络中的节点移动。

能量有效和延迟敏感的无线传感器网络数据收集协议

ｐｐｒｒｐｓｓａｎｒｙｅｃｎｎｅａ－ｎｉｖａａｅｉｒｔｏ（Ｅ）ｒｉｌｓｅｓｒａｅｏｏｅｌｅｅ－ｆｉｔｄｄｌｓｓｉｅｄｔｇｔｒｇｐｏｏｌＥＤＳｆｒｅｎｏｐｌｇｉｅａｙｅｔａｈｎｃｏｗｅｓｓ
Ａｂｓｒｃ：ｔａｔ
Ｕｓｎｇｍｏｌｉｋｏｇｔｅａａｉｎｆｔｅｃｍｐｒｈｎｉｅｔｅｄｎｒｌｓｅｏｅｗｏｋ．ＴｈｉｉｂｉｓｎｔａｈｒｄｔＳｏｅｏｈｏｅｅｅｓｖｒｎｓｉＷｉｅｅｓｓｎｓｒｎｔｒｓｓ
敏感的移动数据收集协￣（ｎｒｙｅｆｉｎｎｅａ — ｅｓｔｅＤｔｔｅｉｇＰｏｏｏｏＥｅｇ — ｆｉｅｔａｄＤＩｙＳｎｉｖａａＧａｈｒｒｔｃＩｒｃｉｎｆ
Ｗｉｌｓｅｓｒｅｗｏｋ。ｒｅｓｎｏｔｒｓ简称ＥＤ）ＥＳ中，移动ＳｎｅＳＮＥＳ。ＥＤｉｋ在网络中穿行，从代理节点收集传感
２１年第１００９卷第１２期
计算机系统应用
能量有效和延迟敏感的无线传感器网络数（中南大学信息科学与工程学院湖南长沙４０３１８）０
要：利用移动Ｓｎｉｋ进行数据收集是无线传感器网络数据收集的一个趋势。本文提出一种能量有效、延迟
关键词：无线传感器网络；数据收集；移动汇聚节点；代理节点；最短路径；ＴＰＳ
Ｅｎｅｇ — ｆｃｅｎｄＤｅａ－ｅｓｔｖｅＤａａＧａｈｅｉｏｏｏｏｉｅｅｓＳｅｏｔｒｓｒｙＥｆｉｎｔａｌｙ－ｎｉｉｔｔｒｎｇＰｒｔｃｌｒＷｒｌｓｎｓｒＮｅｗｏｋｉＳｆ

无线传感网络中的能耗优化与数据采集

无线传感网络中的能耗优化与数据采集无线传感网络是一种由大量分布在空间中的微小无线传感器节点组成的网络系统。

这些节点能够感知、测量和收集环境中的各种信息，例如温度、湿度、压力等。

然而，由于节点通信和数据采集的需求，无线传感网络往往面临能耗限制的挑战。

因此，如何优化无线传感网络的能耗并高效地进行数据采集是一个重要的研究领域。

能耗优化是无线传感网络设计和管理中的一个关键问题。

由于节点通常都是由电池供电，能耗必须被严格控制以延长网络寿命。

因此，研究者们提出了许多方法来优化能耗，其中包括以下几个方面：首先，通过优化无线传感器节点的通信协议，可以显著减少能耗。

传统的协议通常使用固定功率进行通信，而现代的协议可以根据通信距离动态调整功率。

此外，采用低功耗的睡眠模式来减少节点通信的时间，也是降低能耗的有效方法。

其次，采用数据压缩和聚合技术可以减少无线传感节点的数据传输量，从而降低功耗。

数据压缩技术可以通过消除数据中的冗余信息来减少数据量，而数据聚合技术可以将多个节点的数据合并为一个单一的数据包进行传输，减少通信次数。

另外，能耗优化还可以通过优化路由算法来实现。

传感器节点之间的通信通常是通过多跳方式进行的，而合理的路由选择可以减少通信的距离和功耗。

一些优化算法，如最短路径算法、贪心算法和基于启发式的算法，可以帮助确定最佳的通信路径。

此外，数据采集是无线传感网络中另一个重要的问题。

在大规模无线传感网络中，节点通常分布在广阔的地理区域内，因此数据采集需要有效地协调大量节点之间的数据传送。

以下是一些常用的数据采集方法：首先，时间同步是数据采集中的一个关键问题。

由于节点的时钟可能不同步，数据的时间戳无法准确对齐，导致数据的不一致。

为了解决这个问题，研究者们提出了各种同步协议和算法，如基于GPS的同步、时钟偏差估计和校正算法等。

其次，数据聚集是一种有效的数据采集方法。

它通过将多个节点的数据集中到一个或少数几个节点上，减少了网络的通信负载。

一种新的高能效无线传感器网络数据收集协议

一种新的高能效无线传感器网络数据收集协议林梅金;苏彩红;李如雄【期刊名称】《自动化与信息工程》【年(卷),期】2012(000)005【摘要】To reduce the energy consumption of wireless sensor networks and finish the task of data gathering, a novel energy-efficient data gathering protocol for wireless sensor networks (NDGP) is proposed. In the stage of cluster formation, a near optimal cluster radius and the number of active nodes are calculated. Every node in the networks makes its decision to compete for becoming a cluster head according to the integrated value of its residual energy and the distance from the base. Each cluster head controls the number of active nodes in its cluster for energy efficient. Then multi-hop routing between cluster heads is orderly completed layer by layer. Compared with another two data gathering protocols (LEACH, DEEC-MR), the experiment results have shown that NDGP can generate the network topology with clusters evenly distributed, efficiently reduce the network energy consumption and extend the network lifetime.% 为了更好地节省无线传感器网络的能量消耗,完成网络数据收集的使命,提出了一种新的高能效无线传感器网络数据收集协议(novel energy-efficient data gathering protocol,NDGP)。

高效节能的无线传感器网络数据收集协议-最新年文档

高效节能的无线传感器网络数据收集协议0引言由众多微型传感器节点以Ad hoc方式组成的无线传感器网络正在逐渐投入应用[1~3]。

传感器节点主要由传感器、处理器和通信部件组成，具有感知能力、计算能力和无线通信能力。

传感器节点的无线通信距离很短，在此距离内的两传感器节点之间可以直接相互通信。

在无线传感器网络中，传感器节点既可做数据产生节点，又可兼做路由节点，这样相距较远的两传感器节点之间可以通过其他传感器节点作为路由节点来实现通信。

利用无线传感器网络来进行数据收集是无线传感器网络的一个重要用途，可以应用在国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐抗灾等重要领域。

例如可以在动物栖息地布置无线传感器网络，利用传感器来感知动物的活动状况，从中获取有用的信息，发送给外界处理分析。

由于监控区域可能比较远，为了能够获取感应数据，通常还要在监控区域内配置一个基站。

基站从无线传感器网络中收集收据，再转发给外界用户。

?ゴ?感器节点由自带的电池供电，其提供的能量十分有限，而大部分数据收集应用均要求较长的周期，因此节省能量以延长生命期是无线传感器网络的一个重要设计目标。

传感器节点的能量主要消耗在通信部件上[4]，即发送数据、接收数据和空闲侦听。

其中，空闲侦听所消耗的能量并不能忽略不计[5，6]，所以既要减少发送接收数据消耗的能量，又要减少空闲侦听消耗的能量。

路由节点需要接收其他节点的数据，所以必须空闲侦听，而非路由节点在无数据发送时就可关闭自身的通信设备，以节省能量消耗。

综上所述，在数据收集的过程中，既要减少节点传输数据给基站的路径（以下简称节点的传输路径）长度，以节省发送接收数据的能量消耗，又要减少总的路由节点数，以节省空闲侦听的能量消耗。

?ノ南?[7]中提出了LEACH协议。

节点被划分为簇，每个簇选取一个簇头节点，接收簇中其他节点的数据并直接传送给基站。

然而离基站较远的簇头节点向基站传送数据时，通信距离较远，将会消耗大量的能量，因此LEACH只适用于小型的传感器网络。

无线传感器网络中的能耗优化与路由协议改进

无线传感器网络中的能耗优化与路由协议改进无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）由大量分布式的传感器节点组成，用于收集、处理和传输环境数据。

然而，传感器节点的能耗是WSN中的重要问题之一，因为节点的能源有限，不能常规地进行充电或更换电池。

因此，为了延长整个网络的生命周期，并确保高效的数据传输，需要进行能耗优化与路由协议改进的研究与实践。

能耗优化是指通过降低节点的能耗，提高电池使用效率，从而延长网络的生命周期。

下面将介绍一些能耗优化的方法和技术。

首先是节能调度技术。

传感器节点通常以周期性的方式工作，即定期地进行数据采集和传输。

通过对节点的工作调度，可以合理利用能量。

比如，在网络中将节点分组，每个组选择一个代表节点进行数据采集和传输，其他节点可以进入休眠模式以节省能量。

此外，还可以根据节点的能耗情况动态调整工作周期，以实现能耗的均衡分配。

其次是能量回收技术。

除了延长电池寿命，还可以通过能量回收技术为传感器节点补充能量。

例如，使用太阳能电池板为节点供电，利用光能转化成电能的方式，实现对节点的充电。

此外，还可以通过能量传输技术，如无线充电或电磁能量传输，为节点充电。

这些技术可以减少节点更换电池的需求，降低维护成本。

另外，还可以采用数据压缩和数据汇聚技术来减少能耗。

数据压缩技术通过对传感器数据进行压缩，减少数据传输量，从而降低能耗。

数据汇聚技术通过合并相似的数据并去除冗余数据，减少数据传输的次数，进一步减少能耗。

除了能耗优化，改进WSN的路由协议也是提高网络性能和能耗的重要手段。

下面将介绍一些常用的路由协议改进技术。

首先是多路径路由技术。

传统的单路径路由容易产生拥塞和单点故障问题。

而采用多路径路由技术可以通过选择多个不同的路径进行数据传输，实现负载均衡和容错性。

多路径路由还能提高数据传输的可靠性和效率，并减少能耗。

其次是基于拓扑结构的路由协议改进技术。

拓扑结构是指网络中节点之间的连接方式和组织结构。

无线传感器网络中的能耗优化协议设计与性能分析

无线传感器网络中的能耗优化协议设计与性能分析随着物联网技术的发展和应用的广泛推广，无线传感器网络（WSNs）作为物联网的基础技术之一，扮演着关键的角色。

WSNs由大量的分布式传感器节点组成，节点之间通过无线通信实现数据的采集、传输和处理。

然而，由于传感器节点通常被部署在无人、难以访问的环境中，能源供应和能耗管理成为WSNs设计和性能优化的重要挑战之一。

能耗优化是WSNs设计过程中的重要考虑因素，旨在延长节点的工作寿命，提高网络的稳定性和可靠性。

为了实现能耗优化，研究人员提出了许多协议和算法。

本文将探讨无线传感器网络中的能耗优化协议设计和性能分析，并重点讨论以下几个方面：能量收集与能源管理、数据压缩与聚合、调度和通信协议。

首先，能量收集与能源管理是能耗优化的关键问题之一。

由于传感器节点使用的是有限的能源，如何有效地收集和管理能源至关重要。

能量收集技术包括太阳能、热能、振动能等，可以有效地补充节点的能量消耗。

能源管理的目标是根据节点能量状态和工作负荷动态调整功耗和数据传输速率，以实现最佳的能源利用效率。

其次，数据压缩与聚合也是能耗优化的重要环节。

传感器节点通常会产生大量的数据，而大量的数据传输会占用大量的能源和网络带宽。

因此，数据压缩和聚合技术被广泛应用于WSNs中。

数据压缩通过压缩算法将数据从原始形式转化为更紧凑的表示形式，从而减少数据的传输量。

数据聚合利用邻近节点间的冗余数据进行局部处理和聚合，减少网络中不必要的数据传输。

最后，调度和通信协议是能耗优化协议设计的重点。

调度技术用于协调网络中的传感器节点，使其工作在合适的时间和频率上，避免节点冲突和竞争，以降低能耗并提高网络性能。

通信协议则规定了节点之间的通信方式和协作机制，使得数据传输更加高效和可靠。

为了评估能耗优化协议的性能，通常需要进行性能分析。

性能分析可以通过模拟、仿真和实验等方法进行。

模拟和仿真是在计算机上对WSNs进行虚拟的实验和分析，可以在不同的网络拓扑条件下进行性能测试。

一种新型的无线传感器网络数据收集协议开题报告

一种新型的无线传感器网络数据收集协议开题报告一、研究背景和意义数据采集是无线传感器网络的一个重要组成部分，它可以将传感器节点收集到的数据传输到网络中心，进行数据处理和管理。

传统的数据采集协议存在一些问题，如能耗过大、传输速率低、带宽利用率低等。

针对这些问题，本文提出了一种新型的无线传感器网络数据收集协议，用以提高数据采集效率、降低能耗消耗和提高网络传输速率，以满足不同应用场景下的数据采集需求。

二、研究内容和方法本文将针对传统协议存在的问题，进行系统分析和比较研究。

首先，通过对传感器节点的能耗进行优化，提高了协议的能效。

其次，采取虚拟网络技术，将网络中的多个分散数据流合并成一个数据流，降低了网络传输负载，提高了网络传输速率。

最后，引入分布式计算机理论，对数据采集进行多节点分工处理，提高了协议的可扩展性、容错性和稳定性。

三、研究方案和进度安排研究方案：（1）研究现有数据采集协议的问题和不足之处（2）通过对各个节点进行能耗性能分析，优化能源消耗（3）采用虚拟网络技术，合并分散的数据流，提高网络传输速率（4）引入分布式计算机理论，实现多节点分工处理，提高协议的可扩展性和容错性进度安排：第一阶段（1个月）：完成文献调研，明确研究问题和目标第二阶段（2个月）：进行能耗优化与虚拟网络技术的研究与实验第三阶段（1个月）：进行多节点分工处理的研究与实验第四阶段（1个月）：对整个协议进行实验评估并完善第五阶段（1个月）：撰写论文并进行答辩四、预期成果和应用前景预期成果：完成一种可用的新型无线传感器网络数据收集协议，具有较低的能耗、较高的传输速率、较高的可扩展性、容错性和稳定性。

应用前景：改进后的无线传感器网络数据收集协议可以应用于各种领域，如智能家居、智能交通、环境监测、物流追踪等方面。

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（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２３，Ｃｈｉｎａ）（ｏｌＣｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２３，Ｃｈｉｎａ）（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉ～ＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）。
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ＡｂｓｔｒａｃｔＶｉｒｔｕａｌｂａｃｋｂｏｎｅｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄｄｏｍｉｎａｔｉｎｇｓｅｔｉｓａｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ
ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ．ＶｉＴＡＭｉｎｐｒｏｔｏｃｏｌｎｏｔｏｎｌｙｔｕｒｎｓｏｆｆｕｎｎｅｃｅｓｓａｒｙｎｏｄｅｓｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｖｉｒｔｕａｌｂａｃｋｂｏｎｅ，ｂｕｔａｌｓｏｓｅｎｄｓｔｈｅｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｅｄａｌｏｎｇｔｈｅｍｉｎｉｍａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｐａｔｈｔｏｓａｖｅｅｎｅｒｇｙ．ＩｎｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔＶｉＴＡ— Ｍｉｎｍａｙｇｅｎｅｒａｔｅｎｏｎ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｄｏｍｉｎａｔｉｎｇｎｏｄｅｓｃｏｎｓｕｍｅｅｎｅｒｇｙｎｏｔｅｑｕａｌｌｙ，ａｎｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｖｉｒｔｕａｌｂａｃｋｂｏｎｅｄａｔａｇａｔｈｅｒｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＥＥＶＢ）ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔＥＥＶＢｉｓａｂｌｅｔＯｃｏｎｓｔｒｕｃｔ
络生命起到重要作用。ＶｉＴＡＭｉｎ协议不但能通过关闭一些非必要节点产生虚拟骨干，而且能将采集的数据沿着距离
基站能耗最低的路径进行发送，以节省能量。针对ＶｉＴＡＭｉｎ可能会产生非连通网络且支配节点能耗不均衡的问题，
命时间。关键词无线传感器网络，数据收集，虚拟骨干，连通支配集，能效
ＴＰ３９３文献标识码ＡＤＯＩ１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｒＬ１００２ — １３７）（．２０１５．２．０１４中图法分类号
ｎｏｄｅａｎｄｃｏｎｓｔｒａｉｎｉｎｇｔｈｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｓｐａｃｅｆｏｒｔｈｅｒｏｕｔｉｎｇｗｈｉｃｈｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｌｉｆｅｔｉｍｅｏｆ
（浙江工业大学信息工程学院杭州３１００２３）（浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州３１００２３）。
（浙江理工大学机械与自动控制学院杭州３１００１８）。
摘要基于连通支配集的虚拟骨干是减少支配节点数量和限制路由搜索空间的关键技术，对于优化无线传感器网
第４２卷第２期２０１５年２月
计
算
机
科
学
ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ
Ｖｏ１．４２Ｎｏ．２Ｆｅｂ２０１５
无线传感器网络中一种改进的能效数据收集协议
马展明王万良洪榛。
提出了一种基于虚拟骨干的能效数据收集协议ＥＥＶＢ。理论分析证明，ＥＥＶＢ能够以Ｏ（ｎ）的时间与信息复杂度构造
连通支配集，仿真实验进一步证实ＥＥＶＢ能够以较小的能耗开销构建规模较小的连通支配集，并有效延长网络的生