大规模无线传感器监测网络节能与能量管理建模研究

为了延长无线传感器网络的生命周期，基于无线传感器网络的应用场景和工作特性，本项目从降低节点工作频率的角度进行无线传感监测网络的节能和能量模型研究。针对移动目标，提出基于Markov随机模型的目标运动路径估计，仅保持运动路径附近的节点采用较高的工作频率。对监测网络中的节点按区域进行分簇，提出基于六边形的簇及重叠区域划分方式，采用整簇睡眠调度的方式降低整个网络的能耗。提出基于哨兵的睡眠控制方法，通过算法选择簇边界的节点作为哨兵，保证簇内的普通节点睡眠时间，并提出簇移动算法保证网络的能耗平衡。针对固定目标和事件检测，提出基于积合算法和因子图的节点协作睡眠控制方法，各节点根据自身和邻居的覆盖范围和工作周期，计算最优的工作序列。最后提出无线传感器网络的能量消耗模型，为无线传感器网络的应用推广和效率提高提供理论基础和方法支撑。

基于无线传感器网络的应用场景和工作特性，从延长网络生命周期的要求出发，通过延长节点的睡眠时间并降低工作频率等方法，本项目进行无线传感监控网络的节能和能量模型研究。针对监控网络中的移动目标，提出基于马可夫随机模型的运动路径估计，保证运动轨迹附近的节点保持较高的工作频率。对监控网络中的节点按区域进行分簇，提出基于六边形的重叠区域划分方式，采用区域激活的方式降低整个网络的能耗。提出基于哨兵的睡眠控制方法，通过算法选择区域外围的节点作为哨兵，保证区域内的节点睡眠时间，并提出区域移动算法保证网络的能耗平衡。针对固定目标和事件检测，提出节点协作睡眠的方法，各节点根据自身和邻居的覆盖范围和工作周期，选择最优的睡眠时间。研究了无线传感监测网络中数据聚合、语义化等问题，从减少数据传输量的角度节约能量消耗。最后提出无线传感器网络的能量消耗模型，并研究了引入能量采集能力的无线传感监测网络的相关问题，包括传输功率控制、能量调度等等。本项目的研究成果能较好的延长传感器网络的生命周期，为无线传感器网络的应用推广和效率提高提供理论基础和方法支撑。