无线传感网的移动与静态sink相结合的节能策略.PDF

第４８卷　 第 １１期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４８ Ｎｏ１１ 　 　 ２０ １６年１１月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｎｏｖ． ２０１６ 　 　 　 　 　 　 ｄｏｉ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１６．１１．０２５ 无线传感网的移动与静态ｓｉｎｋ相结合的节能策略 林德钰，王　 泉，刘伎昭 （西安电子科技大学 计算机学院，西安 ７１００７１） 摘　 要：针对无线传感器网络ＷＳＮｓ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）存在的“ｓｉｎｋ 邻居问题”，提出移动与静态ｓｉｎｋ 相结合的节能策 略（ＥＳＣＭＳ）． 该策略使静态ｓｉｎｋ 节点位于检测区域的中心，移动ｓｉｎｋ位于距离静态ｓｉｎｋ 节点一定距离处做快速移动，到达固 定站点后停留并采集数据． 区域外围节点将感知的数据发送给移动ｓｉｎｋ，而区域中心处的节点将感知的数据发送给静态ｓｉｎｋ， 整个监控区域大部分数据由于采用单跳传输方式从而减小节点的能耗． 相比于其他的只使用移动ｓｉｎｋ策略，ＥＳＣＭＳ 由于静态 ｓｉｎｋ 节点的存在可以减小传输距离，从而延长网络生命期并提高了数据吞吐量． 在理论分析的基础上证明了ＥＳＣＭＳ可以有效 地使得网络生命期延长至６倍多． 设计并实施了一系列仿真实验，结果表明：使用ＥＳＣＭＳ策略与使用静态ｓｉｎｋ 相比，可以将 网络生命期延长至６倍，与仅采用移动ｓｉｎｋ 的ＧＭＲＥ策略相比，可以提升５０％． 关键词：无线传感器网络；ｓｉｎｋ邻居问题；网络生命期；移动ｓｉｎｋ；节能策略 － － － 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１６）１１ ０１６２ ０７ Ｅｎｅｒｇｙ⁃ｓａｖｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｍｏｂｉｌｅ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｓｉｎｋ ｓｃｈｅｍｅｓ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ＬＩＮ Ｄｅｙｕ，ＷＡＮＧ Ｑｕａｎ，ＬＩＵＪｉｚｈａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉｄｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ Ｅｎｅｒｇｙ⁃ｓａｖｉｎｇ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｂｙ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｅ ａｎｄ Ｓｔａｔｉｃ （ＥＳＣＭＳ） ｓｉｎｋ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｗｅｌｌ⁃ｋｎｏｗｎ ｉｓｓｕｅ “Ｓｉｎｋ’ｓ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ｐｒｏｂｌｅｍ” ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ． Ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｓｉｎｋ ｌｏｃａｔｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ａｒｅａ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｍｏｂｉｌｅ ｓｉｎｋ ｄｏｅｓ ｆａｓｔ ｃｉｒｃｌｅ ｍｏｔｉｏｎ ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｏｎｅ ｗｉｔｈ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｒａｄｉｕｓ ａｎｄ ｓｏｊｏｕｒｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｒｅｃｅｉｖｅ ｐａｃｋｅｔｓ ｆｒｏｍ ｉｔｓ ａｄｊａｃｅｎｔ ｓｅｎｓｏｒ ｎｏｄｅｓ． Ｔｈｅ ｎｏｄｅｓ ｄｅｐｌｏｙｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ａｒｅａ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｔｈｅｉｒ ｓｅｎｓｅｄ