【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线网络
,是一种无线传感器网络中信息的传输方法,具体涉及一种能量异构无线传感器网络的数据收集方法。
技术介绍
无线传感器网络的主要应用之一是监测环境状况并周期性将监测到的数据发送到汇聚节点,如,当应用于生态环境监测或者建筑物质量状况监测时,传感器节点均需要周期性采集指定的数据,之后将数据通过某种方式传输到汇聚节点供后续处理。可选的传输方式包括树状结构和网状结构。树状结构中,每个节点需要将数据发送给父节点,数据的流向为一棵以汇聚节点为根的树,称为路由树。而在网状结构中,每个节点可以将数据分别发送给不同节点。由于网状结构的路由表较大,不易于维护,实践中主要采用树状结构。树状结构在构造时的主要目标是尽可能延长网络的生存时间。这是因为传感器节点一般由电池供电,在野外工作时无法更换电池,因此在给定初始电量的前提下延长网络的生存时间是一个关键问题。当传感器网络中不同节点的初始电量不同时,该网络被称为能量异构无线传感器网络。为能量异构无线传感器网络构造树状路由结构的方法目前有两类。一类是给定方法的运行时间,要求找到的路由结构具有尽可能长的生存时间。这种方法的运行时间可以预测,但找到的路由结构的生存时间较短。另一类方法不限定运行时间,要求找到的路由结构具有最长的生存时间。目前这类方法主要采用图分解,辅以一些启发式的贪婪规则对解空间进行回溯式穷举。缺点有二。一是构造路由结构消耗的时间较长,实验发现当节点个数增加至40个时,超过20%的网络无法在2小时内找到路由结构,极大限制了方法的实用性。二是未考虑实际应用中方法的运作模式,比如,如何估计初始电量以及 ...
【技术保护点】
一种能量异构无线传感器网络的数据收集方法,其特征在于:包括如下四个阶段步骤:(1)网络测量:包括(1.1)建立电压与电量的对应关系;(1.2)建立初始路由树收集节点的电压信息以估计电量,同时收集节点的邻居信息以构建网络拓扑结构;(2)网络分解:将网络根据拓扑信息划分为2连通子网络;(3)子网络求解:通过建立单一的整数线性规划问题构建子网络路由结构;(4)路由分发:将路由结构分发到网络中,节点调整路由表。
【技术特征摘要】
1.一种能量异构无线传感器网络的数据收集方法,其特征在于:包括如下四个阶段步骤:(1)网络测量:包括(1.1)建立电压与电量的对应关系;(1.2)建立初始路由树收集节点的电压信息以估计电量,同时收集节点的邻居信息以构建网络拓扑结构;(2)网络分解:将网络根据拓扑信息划分为2连通子网络;(3)子网络求解:通过建立单一的整数线性规划问题构建子网络路由结构;(4)路由分发:将路由结构分发到网络中,节点调整路由表。2.根据权利要求1所述的能量异构无线传感器网络的数据收集方法,其特征在于:所述步骤(1.1)建立电压与电量的对应关系的具体步骤如下:(1.1.1)准备两个传感器节点和一台计算机,将其中一个节点装入全新的电池作为发送节点,另一个节点和计算机组装成汇聚节点,同时作为接收节点;(1.1.2)编程让发送节点以最高的采样频率采集电池的电压数据,并将所述电压数据以及时间戳写入到一个报文中进行广播,利用接收节点记录广播的数据信息;当接收节点收不到数据时即认为发送节点的电量已耗尽;(1.1.3)接收节点将报文数量转换为剩余电量数据;(1.1.4)将电池的电压数据与(1.1.3)取得的电量数据对应。3.根据权利要求1所述的能量异构无线传感器网络的数据收集方法,其特征在于:所述步骤(1.2)收集网络拓扑信息与电池剩余电量,具体步骤如下:(1.2.1)系统中的汇聚节点广播报文,任意节点收到报文后转发,建立一个最短路径路由树;在此过程中每...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱小军,马新淑,张晶,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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