论文摘要
无线传感器网络由大量具有数据感知、信息处理和无线通信能力的传感节点组成,节点间以无线多跳的无中心方式连接。它集合了传感测量、微电机系统、嵌入式计算以及网络通信等多种学科,是一门新兴的综合性科学技术。无线传感器网络以数据为中心、强调信息的感知和协同处理,提供了一种全新的信息获取和处理方法,能够客观有效的获取客观物理信息,尤其在环境恶劣、无人职守,资源受限的环境中具有十分广阔的应用前景,能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、智能家居、生物医疗、环境检测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等诸多领域。然而,其网络节点数量众多,能源和处理能力有限,维护困难且性能难以保证,数据高度冗余,应用环境复杂多样,这些特点从基础理论和工程技术两个层面给网络协议设计和信息处理带来巨大挑战,相关研究受到越来越多研究者的关注。本文围绕无线传感器网络如何进行节能进行了研究,主要研究成果如下:（一）研究了不同路由路径图像质量和节能之间的折衷机制,以在保证图像质量的前提下节省大量能量。从对多跳可视化传感器网络中节能与图像质量的折衷分析,可知用中间节点处理重叠区域进行节能的方法对相机离服务器较远的情形比较有效,反之则不然。为了权衡两者,当每字节传输消耗的能量与每字节压缩消耗的能量之比、重叠比率和网络路径跳数不同时,应选择不同的路由路径。（二）运用离散化图形算法,将最少能源路径规划问题的空间转换为图形,再利用图形的理论去搜索从源点到目的点的最短路径,从而找到一条近似最少能耗路径。由仿真结果可知,一个4层（80-连通图）和粒度为80的图可让该算法找到一条耗能最少的近似路径。（三）根据有损链路模型,提出了通过折衷交付率和能源代价来最大化能源效率的单链和多链的节能转发方法。研究节点的每个邻点,选择能源效率最大的节点作为转发节点来研究端到端的交付率和能源效率。通过数学分析、仿真和实验评价,发现这种转发策略在节点密度、网络拥塞、接收的能耗对交付率和能源效率的影响等方面效率较高。（四）根据无线传感器网络中的每个节点利用模糊逻辑控制器的输出,将节点的剩余能量和接收到的数据类型进行比较和关联,以作出决策,是退回还是转发数据包,提出了一种无线传感网络中基于agent的数据汇集多径路由算法。