【摘 要】
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无线传感器网络是以数据为中心的网络,数据的感知、传输以及存储操作是无线传感器网络的主要任务。传感器节点在产生感知数据后如何存储数据,采用何种存储策略是无线传感器网络
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无线传感器网络是以数据为中心的网络,数据的感知、传输以及存储操作是无线传感器网络的主要任务。传感器节点在产生感知数据后如何存储数据,采用何种存储策略是无线传感器网络面临的一个重要问题,同时传感器网络是由廉价的计算能力有限的传感器节点组成的自组织网络,传感器网络部署环境的复杂性、节点能量的有限性以及动态变化的网络拓扑都可能造成感知数据的丢失,如何保存已感知的数据,以进一步提高感知数据的查询效率和丢失数据的恢复率越来越成为人们关注的热点,因此研究无线传感器网络的数据存储问题具有重要的理论意义以及实际的应用价值。有效的存储策略不仅能够满足数据查询的效率,而且能够使传感器网络中各个节点数据负载均衡,同时保证了在灾害发生时能有效的恢复被摧毁的感知数据。本文介绍了无线传感器网络中的四种存储策略:集中式存储、本地存储、分布式存储和网络数据库。分析探讨了空间失效模式下的数据存储问题,重点研究基于数据备份和基于擦除码两种容灾存储策略。在数据备份策略基础上,针对固定失效模式下提出了基于最优匹配的容灾存储策略,该策略为每个感知数据的节点分配一个冗余备份存储节点,感知数据节点将数据保存在自身的同时将数据备份到网络中的其他存储节点。保证网络中存在两份相同数据,任何一份数据丢失都可以利用另一份进行恢复,该算法在保证成功恢复数据的同时使网络消耗的能耗最优。针对随机失效模式下的容灾存储提出了基于蚁群算法的容灾存储策略,该策略相对于最优匹配算法,降低了匹配工作的时间复杂度。仿真实验结果表明本文提出的两种策略在容灾数据存储过程中能有效降低网络消耗的总能耗,延长网络的生命周期。
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