无线传感器网络中一种基于动态网格的查询处理方法_论文

第2 9卷 第 2期  21 年 o 月 01 3   佳 木 斯 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )   Ju a o  a ui nvr t N tr   c n eE io ) o r l f im s U i s y( a a S i c  dt n  n   J   ei ul e i V0 . 9 No 2 12   .  Ma . r   2 1 01   文 章 编 号 :0 8—10 2 1 )2— 1 1— 3 10 4 2(0 1 0 0 8 0   无线 传 感 器 网络 中一种 基 于动 态 网格 的 查 询 处 理 方 法①   任倩 倩  刘 振尧2 ,   (. 1 黑龙江大学计算 机科学与技术学院 。 黑龙江 哈尔滨 100 ;. 50 82 黑龙江大学 电子工程学院 , 黑龙江 哈尔滨 10 8  50 0  J 摘 要 : 为减 少传 感 器 网络 能耗 , 文提 出 了一种 基 于动 态 网格 的查 询 处 理 方 法 , 方 法 可 以   本 该   有 效地利 用 节点 的 网格 拓扑 结 构对 查 询进 行 优化 , 而减 少数据 发 送 量 , 从 降低 整 个 网络 能耗. 在  模 拟 环境 下验 证 了文 中所提 出方 法的有 效性 .   关 键 词 : 传 感 器 网络 ;   查询 处理 ; 集 ; 聚 网格  中 图分类 号 : T 3 3 0  P9.1 文献标 识 码 : A   0 引  言    无线 传感 器 网络 由大 量具 有 处理 、 储 和无线  存 文 章结 构 如下 : 2节 提 出基 于 动态 网格 的查  第 询处 理 方法 , 先 给 出 了 网络 模 型 定 义 , 下 来依  首 接 次 描述查 询 分发 , 询 执行 和 聚集 查询 处理 等技术  查 通信能力的传感器节点组成 . 传感器节点具有体积  小、 成本低等特点 , 因此传感器 网络在军事 和民用  等诸多 领域具 有广 泛 的应 用 。,例 如 : 境 监 测 、 . 环   智能家居 , 医疗监护 , 灾难预报等. 在无线传感器 网   络 的应用 中 , 需要 根 据 用 户 的 特定 查 询 需求 , 时  实 反馈 感 知数据 , 即为 传 感 器 网络 的查 询处 理 . 询  查 处理 是无 线传 感器 网络 的一项 关 键 技术 , 而 网络  然 细节 ; 3节 构 建模 拟 环 境 , 对 提 出方 法 进行 分  第 并 析 ; 后 给 出本 文 结 论 . 最   1 基 于动态 网格 的查询处理方法    1 1 网络模 型  .  假设传感器网络的感知区域为一个二维平面,   网络 内 个节点 随机 布置在监 测区域 内,   每个节  点都知道 自己的位 置通 过 G S或其 他 的定 位技  P 术 . 个 网络被 划 分 为 多个 规 则 网个 , 整 每个 网格 为  一 的 自身特性为无线传感器 网络 中查询处理 技术 的  研究带来了挑战. 首先 , 传感器节点通 常采用 电池  供电 , 电池 的更 换 和充 电 非 常 困难 , 要 求 设 计 低  这 能耗 的查询处 理 技术 . 次 , 其 传感 器 节点 硬 件 限制 ,   个 a×a的矩 形 区域 . 据 节点 功 能 的不 同 , 们  根 我 使得节点的计算和存储和通信能力较低 , 这要求设  计低复杂度 的查询处理 技术 l . 4 最后 ,  】 传感 器节  点采用无线通信方式 , 网络 的通信带宽有 限, 要求  设计低通信量的查 询处理 技术 . 综合 以上 因素 , 设  计 一个 低 能耗 、 低发 复 杂度 和低 通 信量 的查询 处理  方 法是无 线 传感 器 网络 的一 个关 键 问题 .   为解 决 上述 问题 , 文 提 出一个 能 源有 效 的查  本 将 网络 中节点划 分 为 两 类 : 网格 节点 和 网 内节 点.   网格 节 点为 位 于 网格 的 一个 交 叉 点 或距 离 一 个 交  叉点 最 近 的节点 , 可 以与 其 它 网格 节 点通 信. 它 网  内节点为位于网格 内的节点 , 当需要传输感知数据  时, 网内节点与网格 节点通信 , 向网格节点发送感  知数 据 . 1为 网络 模 型 的 一 个 实 例 , 中绿 色节  图 其 点 为 网格 节点 , 色 节点 为 网 内 节 点 , 色 节点 为  白 红 s k节 点 . i n   询处理方法. 该方法首先根据 s k节点 位置在整  i n 个网络内构建网格结构. 根据节点任务的不同将网  络内节点划分为两类 : 网格节点和 网内节点. 网内  节点负责收集感知数据 , 而网格节点聚集网内节点  的数 据并 发 送 给 s k节 点 . 方 法 可 以有 效 减 少  i n 该 数 据发 送量 , 约查 询执 行 时 间. 节   传感器节点具有感知部件 , 以感知一些物理  可 属性 , 包括 温度 、 光强 、 湿度和加速度等. 传感器节  点具有无线通信能力 , 这里假设 网络中所有节点的  通信 范围相 同 , 以  为半 径 的圆盘 区域. 为 为使 任意  相邻网格节点可以相互通信 , 需要满足条件 a<R .   ①  收稿 日期 :0 1—0 21 2—2  3 基金项 目: 龙江省教育厅科学技术研 究面上项 目( 132 6 . 黑 15 17 )   作者 简介 : 倩倩(90 , , 任 18 一)女 黑龙江哈尔滨人 , 硕士 , 主要研究方 向 : 数据库 , 无线传感器 网格 .   12 8  一 l   o  佳 木 斯 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )   r 重蓝  辐嚣煳  4   2 1 年  01 暑 矗 

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