[发明专利]一种基于能耗均衡树的移动Sink数据收集方法

说明书

本发明公开了一种基于能耗均衡树的移动Sink数据收集方法，以构建最小代价的全网数据收集树为目标，并在此基础上将其划分为若干规模相近且能耗差异较小的数据收集子树，以子树根作为遍历节点；同时，为进一步降低通信能耗和时延，对部分遍历节点和中继节点的角色进行了调整。本发明方法在移动路径长度、数据传输成功率、网络生命期等方面表现出明显的优势，提升了全网的工作效率。

技术领域

本发明涉及一种基于能耗均衡树的移动Sink数据收集方法，属于计算机网络与无线通信技术的交叉领域。

背景技术

作为节点和终端间的桥梁，具备强感知、强计算和强通信能力的Sink在无线传感网中的作用不言而喻。长期以来，以静态Sink为中心的星型或树形拓扑，是无线传感网数据收集的主要模式。然而，“单跳数据上传易导致高能耗”、“多跳中继交互易造成高延迟”及“多对一模式使得近中心附近节点负载过大并形成能量空洞”等问题却成为其应用的壁垒。

随着大数据和移动交互时代的到来，作为物联网重要感知前端的无线传感节点的数据收集问题，正朝着移动化和空间化的方向发展。近年来，以无人机为主要载体的泛在交互应用，其实质就是一套基于单/多移动Sink的空间数据收集系统。同传统的无线传感网类似，能效和时效仍是当前无线传感网移动数据收集领域的研究热点。

然而，感知节点部署的随机性较大，且随着应用类型的日益丰富，不断增大的网络规模与不断提升的数据交互实时性要求间的矛盾也愈发突出。因此，如何在确保能效和代价均衡的同时，进一步优化Sink的移动路径，成为提升移动数据收集效率的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于能耗均衡树的移动Sink数据收集方法，以构建最小代价的全网数据收集树为目标，并在此基础上将其划分为若干规模相近且能耗差异较小的数据收集子树，以子树根作为遍历节点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于能耗均衡树的移动Sink数据收集方法，包括以下步骤：

1)建立最小代价数据收集树；

2)划分数据收集子树；

3)基于Sink移动轨迹对划分的数据收集子树进行调整。

前述的步骤1)中，建立最小代价数据收集树包括以下步骤：

1-1)令距离网络几何中心位置最近的节点，为根节点，记为S₀，令其为第0层节点；

1-2)所述根节点向其一跳范围内的所有节点发送广播包，令收到该广播包的各节点为根节点的直接子节点，即第1层节点，并向根节点返回确认包，表示其加入数据收集树中；

1-3)令当前数据收集树的高度为k，使位于第k层上的各节点，向其一跳范围内的所有节点发送广播包，使更多的节点加入数据收集树中；