文档介绍：分类号学号 D200877551
学校代码 10487 密级
博士学位论文
无线传感器网络信息交换平台
的数据收集算法研究
学位申请人王正
学科专业:计算机软件与理论
指导教师:刘云生教授
答辩日期:
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for
the Degree of Doctor of Philosophy in Management
Research of Data Collection Algorithms in Wireless
work Information Exchange Platform
Candidate : Wang Zheng
Major : Computer Science
Supervisor : Prof. Liu Yunsheng
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan 430074, P. R. China
May, 2012
独创性声明 
 
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及
取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含
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日期:    年    月    日 
 
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不保密□。 
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学位论文作者签名:         指导教师签名: 
日期:    年   月   日        日期:    年   月   日
华中科技大学博士学位论文
摘要
无线传感器网络在无线通信环境下的强大数据处理潜能受到了学术界和工业界
的高度重视,如何从复杂多变的传感器网络环境中获取准确而有效的信息,已然成
为一个比较活跃的研究课题。随着数据融合技术的不断更新,使得垂直数据服务系
统间的互操作性越来越必要,网络的无缝通信和数据共享越来越迫切。文章提出一
种基于无线传感器网络环境的信息交换平台,搭建针对无线传感器网络异构数据之
间有效共享的、通用的信息交互服务框架,并着重对信息交换平台中的数据收集策
略进行了研究。主要的工作包括以下几个方面:
针对传感器网络多流异构的数据特征,构建了一个通用的,面向服务的数据集
成平台。平台主要解决数据如何获取,哪个应用对其感兴趣,以及数据如何被应用
使用的问题。信息交换平台将数据提供者与使用者相隔离,使得这些用户任务不会
受到数据物理位置的影响,也不会受到需要存取数据信息的应用个数的制约,从而
实现感知数据流在应用层的交互。
在无线传感器网络信息交换平台中,提出了一种基于能量水平的数据收集算法,
并给出了传感器网络性能新的评价指标。传统的多播路由算法能够控制数据传送的
延时和网络带宽消耗,通过目的节点之间共享尽可能长的路径来降低多播树的总消
耗。基于能量水平的数据收集算法将节点剩余能量这一参数引入到快速低代价最短
路径树算法中,在选择最优的路径时充分考虑节点的能量水平,优先选择能量水平
高的节点。从而在确保最短路径的基础上,最大限度地延长网络的生存期。仿真实
验也进一步证明了算法的有效性和优越性。
以基于最小跳数场的路由协议为例,提出一种最大化能量利用率的数据收集算
法 MEURP。MEURP 算法利用无线传输的特性构建最小跳数场,为了缓解洪泛机制
所带来的网络拥塞,MEURP 引进一种停止等待协议。确保数据广播沿着一个跳数距
离逐渐增大的方向进行,避免了全方位的、反复和冗余的洪泛传播。仿真实验也给
出了停止等待协议与洪泛机制在路由建立时间和网络负载方面的性能比较