一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據傳輸方法

2023-04-27 22:39:01 1

專利名稱：一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據傳輸方法
技術領域：
本發明屬於通信領域，具體涉及一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據 傳輸方法。
背景技術：
機會移動傳感器網絡是在無線傳感器網絡和延時容忍網絡的基礎上發展而來，其 特點是數據通訊的源節點與sink(匯聚)節點之間通常沒有端到端的連通路徑。因此，傳 統無線傳感器網絡的基於先建立傳感器節點到sink節點的路由後傳輸數據的模式無法運 行。在機會移動傳感器網絡中，數據傳輸採用「存儲-攜帶-轉發」的模式，利用傳感器節 點移動形成的相遇機會逐跳轉發數據，直至遇到sink節點。所述sink節點是位於固定位 置的匯聚節點，能夠分析、處理收到的來自傳感器節點的數據。機會移動傳感器網絡有許多典型的應用場景，如野生動物檢測網絡kbraNet，自 組車載網絡CarTel，行動裝置自組織網絡等。kbraNet項目由普林斯頓大學提出，通過部 署在斑馬脖子上的傳感器節點收集它們在廣闊大草原上的遷徙特徵信息。數據傳輸採用基 於歷史的轉發機制，每個傳感器節點維護一個到sink節點的相遇概率，此處所述的sink節 點為研究人員定期穿越的車載基站。當斑馬與sink節點相遇並成功傳輸數據時，這個斑馬 所攜帶的傳感器節點的相遇概率就增大，否則相遇概率會隨著時間推移不斷降低。當兩傳 感器節點相遇時，相遇概率較低的傳感器節點將數據轉發給相遇概率較高的傳感器節點。 CarTel是麻省理工學院MIT開發的基於車輛傳感器的信息收集和發布系統，能夠用於環境 監測、路況收集、車輛診斷和路線導航等。通過使用Wi-Fi或BlueTooth等無線通信技術， CarTel節點在車輛相遇時可以直接交換數據。同時，CarTel節點也可以通過路邊的無線接 入點將數據發送到hternet上的伺服器。Wang忉等針對抽象的機會移動傳感器網絡模型DFT-MSN(delay/fault tolerant mobile sensor network)，提出了一種基於改進kbraNet的數據轉發機制。每個傳感器節 點的相遇概率不僅在與sink節點相遇時增大，而且與相遇概率高的其他傳感器節點相遇 時也增大，但該機制很容易產生大量的冗餘消息。另有學者提出一種新的機會數據收集機 制SCAR(sensor context-aware routing)。SCAR機制中每個節點關聯的相遇概率基於節 點上下文信息包括節點鄰居變化率、能量等的定義，並利用卡爾曼濾波預測節點上下文信 息的變化，基於多屬性效用理論估算其相遇概率，作為節點轉發的依據。Shah等學者提出了 Data Mule方法來收集稀疏靜態傳感網數據，Mule移動代理 agent在觀測區域內移動，收集附近區域的傳感器數據，並在遇到sink節點時上傳數據。但 該方法只提出一個傳輸架構，沒有詳細研究節點之間如何轉發消息。但上述方法大都假定傳感器節點生成消息時已知並指定消息去往特定的sink節 點，沒考慮實際應用場景中存在多個sink節點的情況。例如城市感知應用中，手持設備可 以通過部署在城市內的多個AP (Access Point，接入點)將感知數據上傳給多個伺服器。所 以上述方法不能很好的應用在實際的機會移動傳感器網絡中。

發明內容
本發明針對目前缺乏針對多sink節點場景的機會移動傳感器網絡的數據傳輸的 問題，提出一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據傳輸方法。一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據傳輸方法，以多個匯聚sink節 點和若干稀疏分布的傳感器節點組成的機會移動傳感器網絡為應用場景，傳感器節點在移 動過程中定期採集數據，具體通過下面步驟進行數據傳輸步驟1 為每個傳感器節點都設定一個同樣的時間周期。步驟2 更新每個傳感器節點當前時間周期內所遇到的sink節點和與sink節點 歷次相遇間隔時間的記錄，設傳感器節點i在當前周期內曾與sink節點j相遇η次，每次 的相遇間隔時間分別為!\，T2, ... , Τη。步驟3 在每個時間周期結束時，更新每個傳感器節點相對於每個相遇的sink節 點的期望傳輸延時，傳感器節點i與sink節點j的期望傳輸延時01(力為
權利要求
1.一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據傳輸方法，其特徵在於，機會移動 傳感器網絡中的傳感器節點在移動過程中定期採集數據，並通過下面步驟進行數據傳輸步驟1 每個傳感器節點都設定同樣一個時間周期；步驟2 更新每個傳感器節點當前時間周期內所遇到的sink節點和與sink節點歷次 相遇間隔時間的記錄，設傳感器節點i在當前周期內曾與sink節點j相遇η次，每次的相 遇間隔時間分別為T1, T2,...，Tn;步驟3 在每個時間周期結束時，更新每個傳感器節點相對於每個相遇的sink節點的 期望傳輸延時，傳感器節點i與sink節點j的期望傳輸延時Di (j)為
2.根據權利要求1所述的一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據傳輸方法， 其特徵在於，步驟1所述的時間周期設定為1小時。
3.根據權利要求1所述的一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據傳輸方法， 其特徵在於，參數α為0.4。
全文摘要
本發明提出一種基於接近中心度的機會移動傳感器網絡數據傳輸方法，以一類由多個sink節點和稀疏分布的傳感器節點組成的機會移動傳感器網絡為應用場景，傳感器節點在移動過程中定期採集數據，對每個傳感器節點都設定同樣的時間周期，並記錄每個傳感器節點當前時間周期內所遇到的sink節點和與sink節點歷次相遇間隔時間，然後計算每隔傳感器節點的期望傳輸延時和接近中心度，在傳感器節點相遇時通過接近中心度大小的判斷來確定數據的轉發。本發明方法提高了數據的傳輸成功率，並顯著降低了傳輸延時。
文檔編號H04W84/18GK102118884SQ201110073708
公開日2011年7月6日 申請日期2011年3月25日 優先權日2011年3月25日
發明者牛建偉, 童超, 郭錦鎧 申請人:北京航空航天大學