[發明專利]基于移動Sink位置可預測的無線傳感器網絡數據采集方法

有效

• 申請號: 201310628381.3
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103596222A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 朱川;王瑤;韓光潔;張慧
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W84/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于移動Sink位置可預測的無線傳感器網絡數據采集方法，其特征在于，包括：

基于HEED算法進行周期性網絡分簇的傳感器節點，根據接收到的廣播包中參數計算移動Sink節點在網絡中的坐標信息并向移動Sink所在位置，進行數據包的路由；

移動Sink根據各個象限歷史數據信息，調整移動Sink在四個象限預定軌跡上的駐點處的駐留時間，進行數據采集；

其中，所述廣播包為：移動Sink節點進入網絡中，向網絡中的所有節點廣播HELLO包，HELLO包包括網絡參數和同步時間起始時間t0；

所述網絡參數包括：移動Sink節點進行數據采集的起始位置信息S(x,y)、Sink運行速度V、Sink在矩形軌跡上的駐點數n、在各個象限的駐點的駐留時間Ts(i,1)、水平移動長度ι、垂直移動寬度ω、與原點偏移因子C(p,q)和區域原點O的位置信息；其中，ι=α*L，ω=β*W，α、β分別為Sink移動軌跡水平參量因子和垂直參量因子；L、W分別為傳感器網絡的長和寬；p為水平偏移因子，q為垂直偏移因子，以及

所述歷史數據信息為：Sink根據接收到的來自簇頭節點的數據中的ID統計出來自四個象限的數據量所占整個數據的比重PData1、PData2、PData3、PData4，并計算第k圈和第k-1圈，即相鄰兩圈之間各個象限數據所占整個網絡比例的變化程度Pchange，調整移動Sink第k+1圈在四個象限預定軌跡上的駐點駐留的時間Ts(i,k+1)。

2.根據權利要求1所述的基于移動Sink位置可預測的無線傳感器網絡數據采集方法，其特征在于，所述計算移動Sink節點在網絡中的坐標信息具體為：移動Sink的移動速度為V，兩個駐點之間時間步長為Tstep，將移動軌跡映射為一線性模型；以一輪數據采集的起點作為參考點，t時刻CH距離a位置的長度d(t)，當前圈中Sink的移動時間為根據計算所得Tp判斷出移動Sink所在的象限信息，并根據t時刻CH距離a位置的長度d(t)確定移動Sink在網絡中的位置；簇頭節點依據最短路徑原則選擇下一跳節點，當前CH根據自己的時鐘判斷Sink所處的網絡位置，選擇下一跳CH轉發數據包，直到數據包沿著該路徑被路由到移動Sink，移動Sink對來自CH的感知數據進行采集。

3.根據權利要求2所述的基于移動Sink位置可預測的無線傳感器網絡數據采集方法，其特征在于，所述移動Sink對來自CH的感知數據進行采集過程為：移動Sink的數據采集包括數據預采集、常規的數據采集和通告結束數據采集三個階段。

4.根據權利要求3所述的基于移動Sink位置可預測的無線傳感器網絡數據采集方法，其特征在于，所述數據預采集、常規的數據采集和通告結束數據采集具體為：

1）數據預采集階段：移動Sink節點開始一輪新的數據采集和相關信息廣播的過程，移動Sink節點維護一個時鐘，Sink進入數據采集起始點，向網絡廣播HELLO包進行時間同步和網絡參數的廣播，完成全網節點和移動Sink之間的松散時間同步；

2）常規數據采階段：是介于數據預采集和預告結束數據采集之間的數據采集過程。這個過程中，由Sink對Ts(i,k)進行不斷地調整更新，均衡網絡的能量消耗；

一圈數據采集后，Sink根據所采集數據中的節點位置信息統計出各個象限所產生的數據占整個數據的比重PData1、PData2、PData3、PData4，由于節點部署的隨機性、事件發生的不確定性等因素的影響，使得各個象限數據產生量有很大的隨機性，CH間通過多跳的方式進行數據傳輸，故當象限i產生數據而Sink位于j象限，則CH必須經過多跳的傳輸才能到達Sink，為了減少這種因CH間轉發帶來的數據傳輸的能量消耗，根據歷史數據對Ts(i,k)不斷地調整，使網絡中節點的能量消耗更加均勻以延長網絡的使用壽命；

3）通告結束數據采集階段：除了進行常規的數據采集外，Sink向全網廣播一個本輪數據采集結束的廣播包，進行廣播的時間為這一圈的開始時刻，廣播包包含：Sink還將在網絡中的數據采集時間Tbl，收到該廣播包的節點進行完本次數據傳輸后，將后續接收到的數據緩存不發給Sink，準備進行下一輪數據采集。