《基於存儲轉發的大規模感測器網路連通性關聯覆蓋》是依託西安交通大學，由王換招擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於存儲轉發的大規模感測器網路連通性關聯覆蓋
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王換招
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來，無線感測器網路得到了全球眾多研究者的重視，並在理論研究、技術開發以及套用推廣等方面經取得了長足進步。同時許多新問題也逐漸顯現，特別是大規模長期部署的無線感測網路面臨巨大挑戰。連通性覆蓋控制是在保證服務質量的前提下，通過節省節點能量延長網路壽命的重要措施。.本項目針對大規模無線感測器網路，在普通感測器網路中置入少量存儲轉發節點，利用其較強的傳輸能力緩解網路傳輸頻寬的瓶頸問題；其較大的存儲空間在支持快速、低能耗數據查詢的同時，為網內局部數據分析和決策提供支持。本項目通過研究存儲轉發節點的強約束最佳化部署，為大規模感測器網路提供具有節能、容錯和自適應的運行平台。冗餘部署的存儲轉發節點如何構成最小的連通骨幹網路，提供高效、可靠的數據傳輸是本項目研究的關鍵問題之一。基於存儲轉發節點的局部數據存儲，通過建立感知數據的時-空關聯模型，研究反饋驅動的連通性關聯覆蓋控制理論和方法。
結題摘要
信息感知質量和信息傳送質量代表著無線感測器網路的基本性能。感知質量通常以感測器網路的覆蓋度來描述，其目標是使人類感興趣的每個物理位置上的信息均可以得到採集。傳輸質量通常以網路連通性來描述，其目標是使任何感測器節點採集到的數據都可以傳輸到數據匯聚中心。但是，一定的覆蓋度和連通性的滿足首先依賴於節點的部署。感測器網路的覆蓋和連通問題作為其基本問題已經進行了大量的研究，但是針對存在存儲轉發節點的感測器網路研究很少，在這種存儲轉發模式下的覆蓋和連通面臨大量的新問題和挑戰。 本項目主要研究內容包括：（1）存儲轉發節點的自適應約束性部署問題研究。主要解決在滿足一定條件下，放置多少個節點以及節點放置位置的問題。（2）自適應的網路連通性調度策略研究，提出流量自適應節點睡眠調度算法。（3）反饋驅動的局部關聯覆蓋理論和算法研究。依據節點間空間關聯性提出快速抽取關聯模型的方法，以及基於關聯模型的關聯集劃分算法；提出連通的最小關聯覆蓋集生成算法，以及反饋驅動的時-空關聯覆蓋控制算法。 本項目所取得的結果主要包括以下幾個方面。（1）針對異構無線感測器網路中存在的“能量空洞”問題，提出了一種能量均衡的中繼節點部署策略，在滿足網路套用需求的連通質量的前提下，可以有效地延長網路的生存周期。（2）針對土壤濕度監測的特定套用場景，採用土壤濕度相關度模型來度量數據相關度，提出了一種面向套用的基於數據相關性的感測器網路關聯成簇策略，該策略使得簇內節點間具有良好的數據相關性，更易於實現高效的簇頭數據融合，達到節約能耗延長網路壽命的目的。（3）在沒有節點位置信息的情況下，針對節點通信範圍多級可調的感測器網路，採用聯合感知模型，提出了一種保證網路覆蓋質量和網路連通性的調度控制算法，該算法選取最少工作節點且工作節點位置分布均勻，使網路整體能耗分布均衡。（4）提出了一種增強型覆蓋控制算法，該算法可以有效地求解出對監測區域進行有效覆蓋下的最少節點，給出了感測器節點機率的期望值計算方法，以及目標節點首次被感測器節點覆蓋和n次覆蓋後的期望值求解過程，驗證隨機變數相互之間不獨立時的比例函式關係。（5）提出了一種機率模型下最佳化覆蓋算法。通過對機率覆蓋模型的計算，給出了覆蓋期望值和公差的求解過程，以及覆蓋後的期望值證明過程。通過節點狀態調度策略對通信路徑進行了最佳化，證明了節點能量衰減過程中似合函式極限存在的意義。
