论文基于故障节点无线传感网络数据汇聚算法是关于本文可作为相关专业网络数据论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文数据网络是什么论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要： 核辐射环境的影响和节点能量的有限性,导致无线传感网络（WSNs）节点容易发生故障,如何在基于故障节点WSNs的环境实现有效的数据汇聚已成为研究热点.首先,研究了核辐射对节点射频通信能力的影响,并提出基于核辐射约束下的WSNs的数据汇聚DGP?RA算法.在DGP?RA算法中,节点具有射频和声通信的双通信模式.DGP?RA算法基于奖惩机制,并结合D?S证据理论DST和假设检验理论,识别因核辐射影响而无法通信的故障节点,然后再适应地切换通信模式,抵御辐射影响.仿真结果表明,提出的DGP?RA算法有效地提高了数据传输效率,降低了能量消耗.
关键词： 声通信； 假设检验； 故障； 核辐射； 无线传感网络； DGP?RA算法
中图分类号： TN711?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）01?0032?06
Abstract： The node of wireless sensor network （WSN） is liable to fault because the influence of the nuclear radiation environment and limitation of node energy, so how to realize effective data aggregation based on fault nodes in WSN environment has become the research hotspot. The influence of nuclear radiation on RF communication ability of nodes is studied. The data gathering protocol for radiation affected （DGP?RA） algorithm for WSNs data aggregation under nuclear radiation restraint is proposed, in which the node has dual modes of radio frequency communication and acoustic communication. The DGP?RA algorithm based on reward and punishment mechanism, Dempster Shafer theory （DST） and hypothesis testing theory are used to identify the fault node which can′t communicate because the influence of nuclear radiation, and switch the communication modes adaptively to resist the radiation influence. The simulation results show that the DGP?RA algorithm can improve the data transmission efficiency effectively and reduce the energy consumption.
Keywords： acoustic communication； hypothesis testing； fault； nuclear radiation； wireless sensor network； DGP?RA algorithm
0 引 言
无线传感网络 （Wireless Sensor Networks,WSNs）被认为是部署在特定区域的实时嵌入系统,用于感测环境参数,如温度、气压、湿度等,已广泛应用于健康医疗、森林防火检测、交通监控等.这些应用均需随机部署大量的传感节点.这些传感节点感测环境数据,并以直接或间接方式向外传输.然而,由于节点随机部署以及传感节点能量供给的有限性以及补给的不便利特性,网络的能量消耗、数据采用能力和网络寿命成为大家关注的焦点[1].
在WSNs网络中,除了节点能量受限、计算能力不足之外,还存在因无线开放环境引起的节点故障、恶意节点攻击问题,这些因素均影响了网络数据传输效率[2?5].在无线开放环境中,传感节点易受到电磁或核辐射影响,使得节点无法将感测的數据向外传输,即无法和外界通信.文献[6?8]分析了辐射对节点数据的影响.电磁、核辐射影响是短暂的,持续时间短.因此,受影响的节点经一段时间后可以恢复正常行为.将这类受辐射影响,导致不能正常传输数据包的节点,称为间歇故障节点.
间歇故障节点暂时和网络断裂,这就在网络内形成了动态洞（Holes）,洞的产生、消失以及洞尺寸随时间变化.这类短暂故障节点容易导致信息的丢失.
针对WSNs的核辐射环境,提出新的数据收集协议.该协议的每个传感节点采用射频通信和声通信的双通信模式.首先,检测间歇式故障节点,一旦成为间歇故障节点,就采用声通信模式防御核辐射的影响,继续收集数据.由于采用声通信模式可以提高数据收集的流畅性,避免因辐射导致数据反复重传,进而节省节点能量.仿真结果表明,采用声通信模式有效地提高了数据收集效率,并节省了能量利用率,进一步拓展了网络寿命.
1 问题描述及系统模型
1.1 问题描述
先定义两类节点,一类称为正常节点,指未受到核辐射影响的节点,能够基于射频通信模式进行通信；另一类称为故障节点,指受到核辐射影响的节点,无法利用射频通信模式进行数据收集.
令每个传感节点的最大通信半径为[R].节点[i]在时刻[t]的通信半径为[rit],显然,[rit≤R].若[dmin]表示节点离它最近的活动节点的距离[9],两类节点的通信半径示意图,如图1所示.正常节点的通信半径大于[dmin,]即能够和外界进行通信,未被割裂；而故障节点的通信半径小于[dmin,]无法基于射频通信模式实现和外界通信.
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参考文献：
1、 基于ZigBee协议无线传感网络监测的节点设计 摘 要： 针对无线传感器网络技术在网络监测中的特点，在分析ZigBee协议栈体系结构的基础上，研究了对网络协调器、路由器及终端节点的程序设计。针。
2、 基于安全性的无线传感器网络时钟同步算法 摘 要： 无线传感器网络存储能力不高，导致以往提出的无线传感器网络时钟同步算法的安全性能不高、同步误差较大，现提出基于安全性的无线传感器网络时钟。
3、 基于聚类的二阶段无线传感网络SweepCoverage机制 摘 要：作为WSN网络覆盖中的热点问题之一，Sweep Coverage旨在以较少的传感节点覆盖所有的兴趣点（POIs）。针对现有Sweep C。
4、 无线传感器网络多汇聚节点分簇算法 摘 要： 为解决大规模无线传感器网络的节点通信效率问题，提出无线传感器网络的一种多汇聚节点分簇算法，针对拥有多个汇聚节点的监控区域，对网络进行层。
5、 海上无线IP网络数据传输系统应用 摘 要：目前海上通信系统主要依靠VHF通信系统、SSB通信系统和海事卫星通信系统来完成对语音以及数据的传输，但是各个系统在应用过程中存在一定的局。
6、 无线传感网络基于事件响应型算法 摘要：针对无线传感器网络用于大规模养殖业对突发事件监测的情形，提出一种事件响应型的分簇算法。与已有的主动型算法不同的是，本文提出的算法只有节点感。