1、無線傳感器網(wǎng)絡在眾多領(lǐng)域有著廣闊的應用前景，它被認為是二十一世紀最重要的技術(shù)之一，已經(jīng)成為近年來學術(shù)界的研究熱點。 數(shù)據(jù)收集是大多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡應用的基本功能。目前通用的數(shù)據(jù)信息收集方法是通過在一定的地理范圍內(nèi)放置大量的體積小、價格低廉、電池能量低以及功率低的傳感器節(jié)點以形成一個相互連通的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡，其中每個節(jié)點都可以與一個或者多個其他節(jié)點協(xié)作，將測量的環(huán)境參數(shù)或者收集的數(shù)據(jù)傳輸給匯聚點(Sink)進行處理。然而在實際環(huán)境中

2、情況并非如此，傳感器節(jié)點的隨機部署，傳感器節(jié)點的通信范圍通常較小，傳感器節(jié)點的能量較低以及傳感器節(jié)點的隨機運動等情況都可能導致網(wǎng)絡產(chǎn)生分割。因此網(wǎng)絡可能并非總是全連通的，網(wǎng)絡的連通性可能隨著時間而變化，此特點稱之為間斷連通性(intermittentconnectivity)。間斷連通性是延遲容忍網(wǎng)絡DTN[1](DelayTolerantNetwork)的主要特點，而具有間斷連通性的無線傳感器網(wǎng)絡則稱為延遲容忍無線傳感器網(wǎng)絡DTSN1

3、(DelayTolerantSensorNetwork)。如果DTSN中傳感器節(jié)點是運動的，這種延遲容忍無線傳感器網(wǎng)絡則被稱為延遲容忍移動無線傳感器網(wǎng)絡DTMSN[2](DelayTolerantMobileSensorNetworks)。 由于DTSN的間斷連通特性，傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)收集技術(shù)在DTSN中并不適用。為此，本文在對DTSN的研究現(xiàn)狀和應用領(lǐng)域進行全面的分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，根據(jù)DTSN的特性，深入細致的研究了DT

4、SN的動態(tài)數(shù)據(jù)收集技術(shù)，主要探討了以下問題：1)在DTMSN的間斷連通環(huán)境中，如何把傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)盡量匯集到匯聚點?2)在DTSN網(wǎng)絡中，如何進行數(shù)據(jù)信息的分類傳輸?即如何根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息的種類，把它們分別傳送給各自感興趣的訂閱者?3)如何以較低的能量開銷和較高的數(shù)據(jù)傳輸成功率實現(xiàn)DTMSN環(huán)境下的動態(tài)數(shù)據(jù)分類傳輸和處理?并取得了如下創(chuàng)新性研究成果： 1．提出了一種基于選擇復制的動態(tài)數(shù)據(jù)傳輸策略SRAD(Selecti

5、veReplication-basedAdaptiveDataDeliveryScheme)。其基本思想是把數(shù)據(jù)消息動態(tài)的復制給更有可能與匯聚點通信的傳感器節(jié)點以達到盡量增大傳輸成功率和降低傳輸能耗的目的。SRAD由數(shù)據(jù)傳輸和隊列管理兩個主要部分組成。前者首先通過RandomWaypoint隨機運動模型[3]計算出不同時刻各傳感器節(jié)點的傳輸概率，即傳感器節(jié)點把消息傳遞給匯聚點的可能性，而后根據(jù)此傳輸概率的大小選擇下一跳節(jié)點并進行數(shù)據(jù)消息

6、的復制傳輸。隊列管理則利用消息的生存時間ST值(SurvivalTime)決定隊列中消息的重要程度和丟棄原則。仿真分析和實驗表明，與現(xiàn)有的幾種DTMSN數(shù)據(jù)傳輸策略相比，SRAD的網(wǎng)絡壽命相對較長，且它能以較低的數(shù)據(jù)傳輸能耗和傳輸延遲獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸成功率。 2．給出了DTSN中面向團體(community)的發(fā)布/訂閱系統(tǒng)模型，把網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點分成若干個相對獨立的團體，并提出了一種基于團體的DTSN網(wǎng)絡發(fā)布/訂閱系統(tǒng)(p

7、ublish/subscribe，簡稱pub/sub)事件傳輸協(xié)議CET(Community-basedEventTransmittingprotocol)。CET由事件傳輸和隊列管理兩部分組成，在事件傳輸策略中，我們除了盡量把事件傳遞給移動訂閱者之外，還將移動訂閱者保存的某些事件回傳給團體內(nèi)的傳感器節(jié)點以提高事件的傳輸成功率。隊列管理則根據(jù)事件的成功傳輸次數(shù)和生存時間來共同決定存儲隊列中事件的重要程度和丟棄原則，以降低網(wǎng)絡傳輸能耗。仿

8、真分析表明，與直接收集DG(DirectGathering)相比，CET有效平衡了傳感器節(jié)點的傳輸能耗和網(wǎng)絡的事件傳輸成功率，即CET能以較低的事件傳輸能耗和傳輸延遲獲得較高的事件傳輸成功率。 3．提出了DTMSN中基于人與人通信的動態(tài)發(fā)布/訂閱系統(tǒng)通信協(xié)議GAPC(Group-basedAdaptivePublish/subscribeCommunicationProtocol)。GAPC的核心思想是根據(jù)人們的相遇次數(shù)和相遇時

9、間特征把監(jiān)測區(qū)域的人分為若干個社團(Group)，并在每個社團中選舉一個能量最大的傳感器節(jié)點擔當本社團的頭節(jié)點，之后基于社團進行發(fā)布/訂閱通信。GAPC協(xié)議由事件傳輸和隊列管理兩部分組成，事件傳輸策略中，除了社團中傳感器節(jié)點保存的事件盡量傳輸給訂閱者外，每當移動訂閱者和它所在社團外的傳感器節(jié)點相遇時，訂閱者存儲隊列中滿足某些條件的事件還要傳輸給這些傳感器節(jié)點以提高事件的傳輸成功率。并且為了防止事件泛洪，還規(guī)定了這些事件回傳的最大次數(shù)。隊