【摘 要】
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主要功能之一是代替人类完成遥感、监测等工作的移动传感器网络通常工作在危险的或者人类难以到达的场所,因此,移动传感器节点必须具有足够的智慧完成感知区域内的部署,以达
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主要功能之一是代替人类完成遥感、监测等工作的移动传感器网络通常工作在危险的或者人类难以到达的场所,因此,移动传感器节点必须具有足够的智慧完成感知区域内的部署,以达到预期的工作目标。为了满足移动传感器网络的大规模部署和部署后可扩展的要求,网络部署的拓扑结构一般是层次型的。而进行层次型拓扑控制最重要的是对网络中的移动传感器节点进行合理的分簇。然而,无线传感器网络从静态环境下的研究发展到移动环境下的研究,对分簇机制的性能提出了挑战,尤其体现在簇结构的稳定性、传感器节点的能量有效性和网络的负载均衡等方面。针对簇结构的稳定性,论文提出了一种基于分区的移动传感器网络分簇机制。该机制综合考虑移动传感器节点的移动性、簇内的负载情况以及移动传感器节点的剩余能量等因素,用一种基于分区的分簇机制来均衡网络负载。在簇内的成员节点数量过大时,通过子区域头组织其它移动传感器节点的形式来形成子区,簇头将原来的簇分成若干子区。此时的子区域头是通过选择移动性适中、并且具有较多剩余能量的移动传感器节点实现的:在簇内的成员:节点数量过小时,簇头通过有选择的加入附近的簇来使之成为附近簇的子区域头。子区缓冲了节点移动造成的影响,使得移动传感器节点间的连通性以及簇结构的稳定性得以提高,使得移动传感器网络的寿命得以延长,并且使得网络的负载得到均衡。针对传感器节点的能量有效性,论文提出了一种基于虚拟单元格的分区分簇机制。该机制在考虑了传感器节点地理位置信息的基础上,首先将感知区域划分成适当数量的虚拟单元格。在虚拟单元格内,根据移动传感器节点所隶属的单元格的ID、节点的剩余能量以及移动速度等因素,选取成为簇头的可能性信息CP (possibility of being a cluster)最大的节点作为虚拟单元格内簇的簇头。由于节点移动等原因,会出现簇内的成员节点数量过大或者过少的情况。当簇内的成员节点数量过大时,虚拟单元格内的簇将分成适当数量的子区域;当簇内成员节点数量过小时,虚拟单元格内的簇则选择加入附近虚拟单元格,成为附近虚拟单元格内簇的子区。该分簇机制进一步降低了移动传感器节点的能量耗散,延长了网络的生命时长。
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