硬見小百科 感測器網路啟動式自組織方法

2021-09-10 07:14:48 字數 1069 閱讀 3959

無線感測器網路在環境監測、醫療衛生,目標跟蹤等方面有廣泛運用,它能實時的感知,採集並傳送監測資料,可以認為是物聯網,雲計算等計算網路的一部分。應用型無線感測器網路的自組織方法一般從某項網路特徵入手,突出網路的某一項或某幾項功能,最終建立網路的基本工作方式,網路自組織可從位址分配,路由協議,拓撲控制等方面入手。

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(本圖**於網路)

感測器網路主要包括匯聚節點和監測節點,網路對位址資訊敏感,整個網路是乙個整體但網路工作時只有部分區域節點工作,其他地理區域的節點處於休眠狀態,這種情況稱為「資訊地雷」環境。針對這種環境,我們來**一種網路自組織方式,分為三個步驟。

網路的啟動方式

當匯聚節點收到啟動資訊後,發布啟動命令,只有匯聚節點傳送的命令幀點滿足某個地理區域(如[a,b])內的節點,且同時不超過感測器節點的檢測時間才能成功啟動,否則轉入休眠狀態。

2.為節點分配mac位址

鄰近節點間的通訊id實際上就是乙個mac位址,採用信令演算法,在網路起始時,設定網路位址分配節點,只有接收到信令的節點才允許分配mac位址。按如下流程進行:

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例如:某節點鄰節點的位址分別為「0」、「1」、「00」、「10」、「11」,那麼該節點要分配的mac位址應從「0」開始推算,當推算到「01」時,即選取「01」為其mac位址。mac位址在全網內可以重複使用,位址分配滿足式(1)。

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當前位址分配結束後其位址狀態位置1,信令可用次數加1,此過程遞迴運。整個分配過程結束後,信令返還給發起節點。
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3.資料路由的基本方式

在監測節點甦醒後,監測節點將進行監測,並匯報自己的監測資料。由於鄰節點間具有相異的mac位址,可採用基於基於競爭的mac協議,如csma協議等。

整個網路採取分布式執行,節點每接收到乙個鄰接點的監測資訊後應考慮資料與本節點監測資訊的相關性,以做出相應的融合操作,以減少節點的資料量,而後**其監測資料。節點**資料的代價函式一般為f = p + r,其中p為節點剩餘能量,r為**資料時節點通訊距離的衡量標準。

下面通過乙個**實驗舉例,來說明上述步驟。

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