传感器网络中基于多agent的分布式数据收集机制研究

摘要

无线传感器网络常常部署在条件非常恶劣的环境下来收集数据，传感器节点的电源能量有限，且传感器节点电源不能够及时更换，目前所采用的数据收集方法往往造成某些传感器节点能量消耗过快导致无线传感器网络生命周期降低。为了降低传感器节点能量消耗并提高传感器生命周期，本文提出了一种基于移动agent分布式数据收集算法。
　　本论文是在攻读工程硕士期间对无线传感器网络的数据收集算法的研究，主要针对大规模的无线传感器网络，主要研究内容及方法包括以下几个方面:
　　(1)对无线传感器网络系统结构、传感器节点结构和能耗模型进行研究，并分析了无线传感器网络中常见的数据收集方式，提出基于移动agent的分布式数据收集方式。
　　(2)分析无线传感器网络的特点，提出移动agent分布式数据收集模型的总体设计思路，并设计AOPMA数据收集算法和AOPMA-E数据收集算法，实现对网络拓扑路径的划分，最后通过移动agent模型对各条路径派发不同的移动agent进行数据收集。
　　(3)结合能量模型对基于移动agent数据收集算法进行模拟仿真，最后和LEACH算法在生命周期和网络节点能耗等方面进行比较并分析其性能。
　　实验测得，在节点数和部署条件相同的条件下，随着轮数增多后，AOPMA-E消耗能量最少且剩余节点数最多。同时，在部署条件相同，节点数不同情况下，AOPMA-E生命周期最长。
　　通过实验结果可知AOPMA-E算法和其他算法相比，在能量消耗、生命周期等方面都有较好的优势。

目录

声明

摘要

图目录

缩略词表

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 论文主要研究内容

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 论文研究目标

1．4 论文结构安排

第二章 无线传感器网络基础及相关研究

2．1 无线传感器网络基础

2．1．1 无线传感器网络介绍

2．1．2 无线传感器网络节点结构

2．1．3 无线传感器网络的系统结构

2．1．4 无线传感器网络的能耗模型

2．1．5 无线传感器网络的特点

2．1．6 无线传感器网络的应用领域

2．2 无线传感器网络数据收集机制

2．2．1 无线传感器网络数据收集的通信模型

2．2．2 无线传感器网络数据收集协议

2．3 移动agent技术

2．3．1 移动agent概念

2．3．2 移动agent系统结构

2．3．3 移动agent的特点

2．3．4 移动agent网络管理模型

2．3．5 移动agent在无线传感器网络中的数据收集模型

2．4 移动agent在无线传感器网络中的应用

2．5 本章小结

第三章 基于多移动agent的分布式数据收集机制研究

3．1 基于多移动agent的分布式数据收集模型

3．2 基于多agent的数据收集算法设计与分析

3．2．1 AOPMA数据收集算法描述

3．2．2 AOPMA数据收集算法设计与实现

3．2．3 AOPMA-E数据收集算法描述

3．2．4 AOPMA-E数据收集算法设计与实现

3．3 移动agent数据收集模型分析

3．4 本章小结

第四章 基于多移动agent的分布式数据收集机制仿真实验

4．1 仿真平台介绍

4．2 仿真环境

4．2．1 能量消耗模型

4．2．2 能量模型具体应用场景分析

4．2．3 实验环境参数设置

4．3 仿真结果与性能分析

4．3．1 网络拓扑图对比分析

4．3．2 性能分析

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 论文总结

5．2 未来工作展望

致谢

参考文献