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《长沙理工大学》 2010年
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基于差分机制和ASCH算法的WSN节能研究

夏永成  
【摘要】:随着科学技术的发展,出现了一种新型的无线传感器网络(WSN)。它由很多具有集信息采集,数据处理和无线通信为一体的传感器节点组成。各个节点相互协作,并将采集得到的外界环境信息进行处理,最后将信息传送给控制中心。在这一过程都需要消耗能量。而无线传感器网络节点的能量有限,且一般都被部署在恶劣的环境,给节点重新充电或者更换电池显然不太可行,所以如何提高能效是无线传感器网络设计者面临的重要挑战。考虑节点能量主要消耗在数据传输上,若是能够减少数据传输量,将有望降低能量消耗。此外节点随机分布,所采集得到的数据存在很大的时间和空间相关性,如果可以去掉冗余数据,将达到节能目的。尽量延长传感器网络的寿命是网络设计者的主要目标。 本文考虑到对无线传感器网络中的数据进行处理具有重要意义。引入小波变换中的提升算法对数据进行压缩处理,克服传统的小波变换方法计算量大,耗时较长的缺点。针对现有机制没有考虑到数据的时间相关性的缺陷,提出一种全新的数据发送机制——差分机制,从源头上消除冗余数据,减少数据发送量。实验表明,采用提升算法和差分机制能够有效去除无线传感器网络的冗余数据,降低节点的能量消耗,延长整个网络的生命周期。此外,在基于分簇算法的无线传感器网络中,簇头的能量消耗远高于簇内成员。考虑在相应簇内的成员节点中产生助理簇头,由其分担簇头的负担,对降低簇头能量消耗具有极大帮助。提出了一种助理簇头算法(ASCH),此算法根据簇头的自身条件动态的确定簇内是否需要产生助理簇头,以及选择合适的成员节点成为助理簇头。实验结果表明,该算法与LEACH算法相比,能耗更加均衡,有效的降低了网络能耗,延长了网络工作时间。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.9;TN929.5

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