用于铁路环境监测的无线传感器网络的低时延数据收集算法

摘要

为了实现对铁路环境监测的有效预警,本文研究了基于无线传感器网络的铁路环境监测的数据收集实时性问题.首先,针对铁路沿线部署的中继节点,我们提出来基于冗余的等间距部署策略来提高中继节点数据转发的有效性并降低了这些节点通信消耗的总能量.其次,结合节点拓扑结构的优化和链路的调度问题,设计了一种低时延的数据收集算法(Low-Latency Data Gathering,LLDG),所提算法构建了若干个以汇聚节点为根节点的数据收集树,这些数据收集树可以均衡地分担网络中的流量负载,同时由于节点的不相交性也避免了某些关键节点的故障引起的多个子树的数据收集中断问题.此外,所提算法可以在每个时槽调度最大数目的链路用于数据的传输,从而实现低时延的数据收集.仿真结果表明,所设计的LLDG算法相对于一些类似的数据收集算法获得了更好的能耗均衡性和实时性.