无线传感器网络中面向节能的多查询优化研究

【摘要】： 无线传感器网络是由大量的传感器节点通过自组织形成的一个无线网络,能够对大范围区域进行有效监测,并对监测数据进行处理,将其传送到需要这些信息的用户。由于无线传感器网络中的节点都是通过电池供电,一旦能量用完就会失效。因此,如何能量高效地对无线传感器网络中的多查询进行优化,降低网络节点的能耗是本论文的研究重点。 本论文分析了现有的无线传感器网络内部多查询处理技术,提出了基于关联度的多查询优化算法(Association Degree-based Multiple Queries Optimization algorithm, ADMQO)。提出了关联度的概念,用来衡量节点间的数据相关性,节点通过计算与候选父亲节点之间关联度选择父节点,使得查询重叠区域的节点聚集到同一组中。对于相同的查询数据,组中的节点可以一次性传输而不必多次重复传输,从而有效地减少网络数据的传输量。模拟分析表明,该算法有效地减少了网络中的数据传输量。 本论文利用多个查询间存在查询数据重叠的现象,提出了基于查询重写的多查询优化算法(Query Rewriting based Multiple Queries Optimization algorithm, QRMQO)。在基站处对前一周期用户提交的查询进行解析、重写,使得多个查询间共享查询数据,从而减少了分发到网络中的查询数量,进而减少了网络的传输数据量。模拟结果表明,该算法充分减少了网络中的数据传输量,达到了节能的目的。 由于传感器节点的能量主要消耗在传输数据上,所以减少节点数据传输量可以有效延长网络生命期。本论文提出的多查询算法利用共享机制实现多个查询间的数据共享,有效地减少了网络中的数据传输量,这对于无线传感器网络中的相关研究具有一定的参考价值。 【关键词】：无线传感网络 多查询优化 关联度 查询重写 节能
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 无线传感器网络概述8-13
• 1.1.1 无线传感器网络结构8-9
• 1.1.2 无线传感器网络的特点9-11
• 1.1.3 无线传感器网络的应用11-13
• 1.2 无线传感器网络中的数据管理13-16
• 1.3 本课题研究的主要内容16-17
• 1.4 论文结构17-18
• 第二章 查询处理机制的分析与研究18-29
• 2.1 查询处理的体系结构18-19
• 2.2 查询执行流程19-21
• 2.3 数据模型和查询语言21-24
• 2.3.1 数据模型21-22
• 2.3.2 查询语言22-24
• 2.4 查询的分类24-26
• 2.5 查询处理方式26-27
• 2.5.1 集中式查询处理方式26
• 2.5.2 分布式查询处理方式26-27
• 2.6 多查询处理技术存在的主要问题27
• 2.7 本章小结27-29
• 第三章 基于关联度的多查询优化算法29-37
• 3.1 网络模型假设及问题分析29-30
• 3.1.1 模型假设29
• 3.1.2 问题分析29-30
• 3.2 基于关联度的多查询优化算法30-34
• 3.2.1 基本概念30-31
• 3.2.2 算法描述31-34
• 3.3 模拟实验与结果分析34-36
• 3.3.1 模拟实验34-35
• 3.3.2 结果分析35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 基于查询重写的多查询优化算法37-49
• 4.1 无线传感器网络模型及假设37
• 4.2 问题分析37-40
• 4.3 基于查询重写的多查询优化算法40-44
• 4.3.1 查询分解40
• 4.3.2 构造候选查询集40-41
• 4.3.3 查询重写的可行性分析41-42
• 4.3.4 查询重写42-44
• 4.4 算法举例44-45
• 4.5 模拟实验与结果分析45-48
• 4.5.1 模拟实验45-47
• 4.5.2 结果分析47-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第五章 总结与展望49-51
• 5.1 研究工作总结49
• 5.2 研究工作展望49-51
• 参考文献51-58
• 致谢58-59
• 攻读学位期间主要的研究成果59

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