基于延迟感知的WSN数据收集网络结构优化设计

李妙祺　高晓阳　周蓓蓓

(甘肃农业大学工学院　甘肃 兰州 730070)



基于延迟感知的WSN数据收集网络结构优化设计

李妙祺高晓阳周蓓蓓

(甘肃农业大学工学院甘肃 兰州 730070)

为了解决当前无线传感器网络(WSN)数据收集期间存在较大延迟与能耗等难题，设计基于延迟感知的无线传感器数据收集网络结构。引入树形结构思想，并将WSN的传感器节点分割为不同尺寸的多个单层簇，继而构造了新的网络结构，以改善其拓扑结构，使得簇头以交错方式完成数据通信，大幅度降低数据收集过程的延迟；随后，建立WSN数据收集的延迟与能耗计算模型；再借助Top-Down技术，设计网络结构的形成算法，通过最小化通信距离，优化了数据收集机制的能耗水平。实验结果表明：与现有的WSN数据收集网络结构相比，该网络结构能够有效降低WSN数据收集过程的延迟；且使得整个通信能耗维持在较低水平。

无线传感器网络数据收集网络拓扑通信距离延迟感知能耗

0　引　言

在当前WSN应用中，其传感器都是依赖电池供电，使得WSN节点的能量消耗问题成为一个难题[1,2]。对此，Yang等人[3]为了降低WSN节点的能耗与实现实时性，设计了基于空间聚类的WSN数据收集协议。实验结果显示该算法能够显著提高网络生命周期，大幅度降低节点能耗。Bagci等人[4]设计了模糊能量感知不等聚类算法生成不同尺寸的簇，测试数据显示算法稳定性最好，且能耗最低。但是簇数量是难以控制的，且在输出数据时，当网内数据融合不产生任何数据减少时，此协议会引入额外的消耗与数据收集延迟。……