● 摘要
目前研究的无线传感器网络模型一般为单汇聚节点–多传感器节点模型,即多个传感器节点将数据统一发送至网络中唯一的汇聚节点,这种汇聚式无线传感器网络具有可靠性不高,不易获取数据等缺点,在某些特殊的应用场合中受到限制。针对汇聚式无线传感器网络的局限性,本文提出一种可靠性高,易于获取网络数据的共享式无线传感器网络模型,分析了这种无线传感器网络的优缺点以及应用场合。
为满足无线传感器网络节能的目的,本文选用TDMA (Time Division Multiple Access)协议来实现网络的数据共享。对利用TDMA协议实现数据共享的调度规则进行了定义,介绍了任务的时隙分配流程,并且把时间性能和能量性能作为评价TDMA调度方案的指标。
共享式无线传感器网络与汇聚式无线传感器网络有着很大差异,适用于汇聚式无线传感器网络的路由协议无法直接用于共享式无线传感器网络。本文提出三种路由协议来实现共享式无线传感器网络的数据共享,通过仿真比较了三种路由协议的性能,选择时间性能和能量性能都较优的逐级扩散路由协议作为共享式无线传感器网络的路由协议。
共享式无线传感器网络的TDMA优化调度问题是一个NP(Non-Deterministic Polynomial)问题,本文利用粒子群优化算法对其TDMA调度进行优化。通过合理的编码将TDMA调度问题映射到优化算法中,经过合适的操作实现对共享式无线传感器网络的优化。仿真结果表明,粒子群优化算法对于本文中TDMA调度问题能得到较优的解。同时,本文还对共享式无线传感器网络的TDMA多目标优化调度进行了研究,利用基于灰色关联理想解法和粒子群优化算法的方案实现对共享式无线传感器网络的多目标优化调度。
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