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随着数据采集的普遍深入,传统的固定式传感器网络已经不能满足某些应用需求,对移动对象的数据采集要求传感器设备与对象捆绑,以获得更精确地数据。容迟移动传感器网络应运而生。
容迟移动传感器网络由处于移动状态的传感器节点构成,在节点状态、网络拓扑、数据传输以及数据汇聚各个方面都具有明显的容迟特性。具体表现在节点地理位置始终变化,网络拓扑高度动态,网络无端到端链路,数据汇聚由中间节点的“存储-转发”来完成。
对这种特殊的传感器网络和传统的传感器网络进行了比较分析,总结了在容迟环境下应用无线传感器网络技术所带来的新的特点和新的技术难点。着重介绍了异步的基于前导短报文序列的MAC协议XMAC[47],XMAC的协议体制是现有MAC协议体制中最接近于容迟移动传感器网络对MAC协议要求的协议之一,但通过分析可以看出,XMAC所依赖的某些网络假设容迟移动传感器网络仍然无法满足。由此,在借鉴了XMAC的节能思路的基础上,提出了针对容迟环境设计的接收端发起传输的异步MAC协议L-MAC。通过分析L-MAC的能量效率,发现L-MAC在网络流量不重的情况下,达到了很好的性能。由此,设计了超低功耗传感器网络节点,I-mote,并搭建了容迟移动传感器网络实验床。在实验床上实现了L-MAC,并通过一系列的实验证明,L-MAC能够满足容迟移动无线传感器网络对MAC层协议的要求,使用很少的能量完成了移动邻居的捕获和邻居表的更新,并及时建立起通信链路。
对实际网络中的节点间接触进行了仔细的观察研究,针对实际应用中节点运动的规律性,提出了基于接触预测的路由协议cprp(Contact Predictionbased Routing Protocol),并编写了容迟移动网络仿真器,扩展了传统的路径点模型,完成了cprp的性能仿真。cprp有效控制了网络中的冗余报文,降低了节点缓冲区的负担,通过预测的接触时间优化报温传输延时,从而降低了报文在网络中的传输时间,节省了网络的整体能耗,提高了网络生命期。