基于中间件的无线传感器网络数据聚集方案的研究与实现

摘要

随着信息技术的飞速发展，无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)正成为无线网络研究的热点。它集成了传感器、微电机系统和网络三大技术，是一种全新的信息获取和处理技术。其在国防、工业、农业、城市管理、医疗、环境等诸多领域具有非常广阔的应用前景。
　　 数据聚集技术是传感器网络的一项重要的支撑技术，它是将多份数据或信息进行处理，组合出更有效更符合用户需求的数据的过程。利用数据聚集技术可以有效的节省整个网络的能量，增强所收集数据的准确性以及提高数据收集的效率。数据的发送和汇集离不开路由，数据聚集技术的研究常常和路由协议的研究相结合。
　　 本论文以此为研究背景，介绍了无线传感器网络的体系结构、特点、应用以及研究现状，分析了移动代理技术和中间件技术。接着从研究路由层次的数据融合技术出发，以降低网络能耗，提高查询效率为目标，提出了两种具体的数据聚集方案:一种是基于信息熵的数据聚集方案E-Leach，该方案利用信息熵理论分析节点所采集数据的相似性，在分簇时将采集数据相似的节点尽可能分到一个簇中，从而有利于实现数据聚集；另一种是在中间件的基础上采用移动代理技术实现数据查询任务的派发和查询结果的收集，利用RSSI值判断节点间的相对距离，在此基础上将整个网络构建成一棵层次式的树，在每级父节点对数据进行处理，从而有效的删除冗余数据，节省网络的能量，并依据该方案在本实验室开发的DisWare中间件的基础实现了一套数据管理系统DisWareDA。文章在最后介绍了其设计思想并对功能进行了演示。