基于混合型移动代理的无线传感器网络数据传输方法

摘要

基于混合型移动代理的无线传感器网络数据传输方法将移动代理引入到网络的数据采集和传输中，其主要策略是：1.通过软件移动代理自身具有的处理能力，收集本地数据，进行本地处理；2.在某些需要大规模数据采集和传输的时间段，启用硬件代理对网络某一局部进行持续的数据收集和传输。从而改变了传统分布式系统客户端/服务器模式的格局，大大降低从传感器节点向基站(或网关)发送的数据量，简化了数据传输方式，达到节能高效的目的。一旦网内发生该类事件，用户需要获知准确、实时地信息时，通过硬代理的自我导航机制到达事件发生的区域，利用硬代理较强的处理，通信能力，对用户感兴趣的数据进行高速的收集和传输。

主权项

1.一种基于混合型移动代理的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于利用混合型移动代理进行无线传感器网络的数据传输方法所包含的步骤为：步骤1).分片内的所有传感器节点通过简单邻居HELLO协议交换彼此信息，包括标识，位置，能量字段，每个节点都有一个维护一个邻居的信息表，用于软代理的迁移和片头节点的推选，步骤2).片头节点之间互通信息，每个片头节点同时还维护一个邻居片头信息表，同样也包括标识，位置，能量和通信开销，步骤3).用户接口节点对网络的所有片头节点内洪泛软件任务代理，该代理通过洪泛方式为网络内所有的片指派任务，任务代理可以根据用户需求的不同而改变，步骤4).片头节点收到任务代理，提取任务描述，并保存任务代理，然后将之前提取的任务描述封装到一个新的软件查询代理中，该查询代理还包括片头节点选择好的查询回路，按顺序排列了路径上当前片内可靠的普通节点标识，步骤5).查询代理按照查询回路规定的顺序，依次访问片内普通节点，该代理迁移一个普通节点后，按如下流程执行任务：a.获取该节点最近探测到的信息类型，如果与查询所要求的信息类型不一致，进入以下步骤d，否则执行步骤b，b.提取该节点最近感知的数据，判断该数值是否达到查询所规定的门限值，即是否有必要记录下来，若未达到规定门限，进入步骤d，否则执行步骤c，c.将代理所在节点的位置信息P(x，y，z)和与查询要求相符合的数据DATA组成一个二元组(P，DATA)，保存在该查询代理的数据空间中，d.查询代理完成在该节点上的信息获取工作，迁移到查询回路上的下一个节点，在执行此流程；步骤6).查询代理在遍历完查询回路所有节点后，回到片头节点，若该代理所保存的二元组列表不为空，说明此片头节点所管辖的分片内发生了用户所感兴趣的事件，片头节点提取所有查询代理保存的二元组，对部分冗余的数据进行过滤，将整理过的数据封装在一个新的请求代理中，用来向用户接口节点发出高速数据传输的请求，随后进入下一步骤；若查询代理保存的二元组列表为空，则片头节点不做任何处理，只在过一个时间间隔后，再重新派发新的查询代理，继续从步骤1)开始执行，否则执行步骤7)，步骤7).片头节点产生的请求代理通过简单节能的多跳路由方式，经过中继片头节点的转发，到达用户接口节点，由于软件移动代理具有智能性，该请求代理可自主选择下一跳的片头节点，具体策略包括如下三个部分描述：e.如前所述，每个片头节点都维护一个邻居片头节点信息列表，每个表项包含的内容有：邻居片头节点标识、邻居片头节点剩余能量E、邻居片头节点通信开销C，f.请求代理在迁移到一个片头节点后，获取该节点的邻居片头节点信息列表，根据所有邻居片头的剩余能量和通信开销，挑选出代理下一跳应该迁移到的片头节点，g.NCL表示邻居片头节点信息列表，邻居片头节点Ni的能量用Ni(E)表示，通信开销用Ni(C)表示，请求代理选择的下一跳邻居片头节点Nj应满足如下公式：$\underset{N_j\in \mathrm{NCL}}{\min }\frac{{N_j}^k\left(C\right)}{N_j\left(E\right)}$其中，k是一个预先指定的参数，用于权衡通信开销和能量剩余在请求代理选路时的重要程度，步骤8).请求代理最终迁移到用户接口节点，用户接口节点从中取出位置信息，并获知该片内的状况，随后用户接口节点告知用户向请求高速数据传输的区域派出硬代理，步骤9).硬代理与位置固定的片头节点交互信息，并逐步向目标片靠近，这个流程如下所述：h.硬代理出发后，同时收到与之相邻多个片头节点发出的邀请信息，i.判断多个邀请信息的来源位置，对距离目标片最接近的节点发出邀请响应，并向该节点靠近，j.重复上两步，不断地向目标片靠近，直至到达目的地，步骤10).硬代理与目标片的片头节点取得联系，从片头节点那里获取片内所有普通节点的信息，采用最简单的探询机制，为每一个探测到用户感兴趣信息的片内普通节点分配一个固定的通信时隙，高速获取该片内的有用数据，并将这些数据用较高的数据传输速率发送给用户接口节点。