机会传感器网络数据分发策略研究(3)

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2 机会传感器网络

2.1 机会传感器网络的研究意义

机会传感器网络除了节点任意分布运动外，还通常具有如下鲜明特点：

1.动态拓扑。无线传感器节点在不断变化的环境中，如新的传感节点的加入、传感节点的失效或故障、无线通信链路信道的不稳定，状态会作出相应的调整变化，形成新的网络拓扑结构。

2.协作自组织。单个传感器节点不能完全感知对象。通过多个传感器进行合作，相互传递信息，可以完成测量、识别和跟踪目标的任务。节点的任意布置导致位置和相互关系的不确定，节点间必须有自组织能力，自动协调各自行为，配置并管理，形成一个独立的网络。

3.大规模分布。为获取精确的信息，考虑到传感器节点自身通信能力和体积的限制，必须在检测区域内部署大量节点。数量多，往往成千上万，甚至更多。可以提高监测大型网络的覆盖面积，减少脆弱性和盲检测；大量的数据采集经过分布式处理，大大提高了检测精度，减少了对单个传感器的依赖误差。

4.低能耗。传感器节点由能量低的电池供电。因为长期工作在无人职守的环境中，且范围广，数量大，环境复杂，因此通过充电和更换电池的方式来补偿能量是不现实的。所以，就要求传感器网络节点具有低功耗的特点，各项技术指标和协议的使用也必须以节能为前提。

5.安全可靠性。传感器节点由于特别适合布置在野外恶劣环境中，就要求其具有非常坚固，不轻易被摧毁的特点。而且信息传输的过程中，要防止信息被盗取和伪造，通信的保密性和安全性就显得尤为重要。传感器如果不可靠，其获取的信息也就没有意义。

正由于机会传感器网络具有如此多的特点和优势，广泛的应用范围及广阔的应用前景，所以对它的研究工作就显得极其重要。但数据分布是无线传感器网络中通信传输的一个基本功能，任何信息必须依靠数据传输策略来实现通信，因此数据传输分发机制策略的研究成了机会传感器网络研究的首要任务。

2.2 本文研究内容及组织结构

由于机会传感器网络研究热点众多，本文只研究其数据分发机制。先分析现有的两种经典的路由协议——谣言传播协议和定向扩散协议，根据各自的特点，重新提出一种新的数据分发策略，再进行相互比较，证明新方案在能量和时间方面的优越性。

本章介绍机会传感器网络的定义、特点和研究背景、研究意义，其他内容安排如下：

1．对机会传感器网络的概念做进一步分析，了解它的理论基础、研究进展及系统结构，明白节点间传输实现的工作原理，进而阐述本文研究内容所处的位置层次。

2.分析已有的两种经典路由协议——谣言传播协议和定向扩散协议，阐明他们的基本定义和使用范围，对比各自的性能优缺点，最后给出协议实现的软件伪代码。

3.为使传输协议的能量消耗和时间消耗达到最优化，根据已有两种协议的优缺点，提出相应的改进意见，得到一种新的通信协议伪代码。结合机会传感器网络中节点随机移动的特点，分析其运动规律，给出节点移动模型，让sink节点按照一定规律穿过各个节点路径，实现信息传输，作为新的数据分发路由协议。

4.用编程语言完成模拟软件设计工作，实现对各个协议的性能检测。介绍模拟程序的体系结构、表现形式、功能、核心代码和实现各个路由协议的算法流程图。

5.分析每个路由协议仿真软件的测试结果，验证了新协议的优势。可以得出结论：新协议有更好的表现结果，更少的时间消耗和能量消耗。

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