《基於反饋機制的異構感測器網路能量空洞避免策略研究》是依託四川師範大學，由劉唐擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於反饋機制的異構感測器網路能量空洞避免策略研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉唐
- 依託單位：四川師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由多種不同類型的感測器節點組成的異構感測器網路中，更易產生節點間的能耗不均衡，導致能量空洞現象的出現。本項目結合異構網路的特點，著重考察網路中各簇由於節點類型不一致造成的能量負載不均衡，對基於反饋機制的能量空洞有效避免策略進行深入研究，研究內容有:1、網路初始階段，考慮異構節點類型和位置的未知性，提出簇半徑與節點到sink距離相關的非均勻成簇算法；2、提出異構環境下節點能耗計算模型，通過各簇產生/轉發的數據量與各簇到sink的距離，獲得各簇的能耗值；3、在對各簇能耗之比進行分析的基礎上，提出能動態調整各簇規模的sink反饋機制與反饋疊代結束條件，使網路在經過多輪反饋後各簇能耗趨於均衡，結束反饋疊代進入暫穩定成簇階段。4、構建異構網路實驗模型，驗證並最佳化算法。通過本項目的探索與創新，為異構感測器網路的規劃與廣泛套用提供有力支持。
結題摘要
在無線感測器網路中，由部分節點提前死亡造成的能量空洞現象是制約無線感測器網路發展的重要因素。尤其是在節點的初始能量、通信能力、感知半徑、獲取的數據訊息大小均不同的異構網路中，更易產生節點間的能耗不均衡，導致能量空洞的出現。本項目針對能量空洞避免策略，開展了大量的研究工作，主要成果包括：（1）在異構場景下，對網路結構進行了分析，建立了能耗計算模型，設計了異構網路下的高效數據路由算法，提出了能根據網路能耗情況動態調整各簇規模的反饋機制，從而有效避免能量空洞現象的出現；（2）利用無線充電技術，設計了大規模網路下的低成本充電調度算法，向網路中的節點及時補充能量，避免節點提前死亡造成的能量空洞現象；（3）利用密度控制技術，在高能耗區域部署更多的節點，以避免能量空洞現象；（4）利用路由分流技術，將數據傳輸過程分為簇內分流和中繼階段，以平衡網路中各節點的能耗，避免能量空洞現象；（5）利用動態分區技術，結合非均勻成簇，避免能量空洞的出現；（6）分別在移動感測器網路和靜態感測器網路中利用移動sink收集數據，以平衡各節點的能耗，避免能量空洞現象；（7）在雙sink網路環境下，動態調整兩個sink的數據收集區域，避免能量空洞的出現；（8）分別在海洋環境和河流環境下，利用分層技術，設計了水下感測器網路路由算法；（9）針對無線感測器網路質心定位算法精度不高的問題，提出了一種基於最優信標節點的質心定位算法。在上述研究工作的基礎上，項目組在包括IEEE Transactions on Mobile Computing、 計算機學報、通信學報等期刊發表學術論文14篇，其中SCI檢索2篇、EI檢索7篇，另有投稿SCI期刊論文一篇已返修（審稿意見為minor revision）,申請國家發明專利4項。
