面向数据的无线传感器网络节能机制研究的综述报告.docx

面向数据的无线传感器网络节能机制研究的综述报告
无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）是由大量互联的无线传感器节点组成的分布式自组织网络，这些节点间以无线方式进行通信与协作。WSN已成为信息感知领域中的重要研究方向，WSN的能源管理和节能机制一直是WSN研究中的难点之一。本文将介绍面向数据的无线传感器网络节能机制。
一、无线传感器网络节能机制介绍
WSN的能源管理和节能机制是WSN中非常重要的研究内容，因此，WSN中的节点的能源问题一直被广泛关注。节点的能源受限及其可替换性受限，一旦节点能量耗尽，将引起整个网络的瘫痪。有效的节能机制可以延长节点寿命，从而延长整个网络的寿命。
目前，WSN的节能技术主要包括四类方法：无源休眠、有源休眠、数据聚合和周期性休眠，其中，数据聚合和周期性休眠是通过数据聚合和协调性的休眠来减小节点能耗并延长网络寿命。在保证数据处理质量的同时，能有效地节约网络能量消耗，提高整个网络的生存时间。
二、面向数据的WSN节能机制
面向数据的WSN节能机制是基于数据采集和处理的，旨在减小数据传输的量，从而降低网络的无用能耗，提高网络的寿命和稳定性，最大限度地延长网络的生存周期。
1、数据聚合
数据聚合是一种节能模式，即在终端节点采集数据后，对采集到的数据进行处理，消除冗余信息，提取有用信息，压缩数据，减小传输量，以此降低能耗。
数据聚合技术的基本思想是通过减少数据的传输量来降低能耗。首先，进入传输队列中的信息先经过聚合节点进行冗余和各类过滤处理，再通过单个聚合节点转发所有节点所需信息减小了数据传输的次数和数据传输的量，从而大大降低了网络的能耗，提高了网络的寿命。
数据聚合的主要优点在于减少了数据传输量，降低了网络能耗，这是获得高数据传输速率和保持网络长期稳定运行的重要途径。但其缺点是需要在计算、数据处理和存储上耗费额外的代价，因此，需要在考虑数据聚合的节能机制时权衡其中的利弊。
2、周期性休眠
周期性休眠是一种在需要传输数据的时候，节点才会被唤醒，传输数据完毕后才进入休眠状态的节能方法。这种方式可以节省节点的能耗,延长节点寿命,控制各个节点之间传输的间隔时间,降低网络的总能耗。
这种方式的一个重要应用场景是为了传输数据和根据不断变化的环境监测来采取措施。例如，一个工业自动化系统将需要在一段时间内进行监测以便进行调整，而不需要每个时间点都将数据传输出去以进行监测。
周期性休眠的优点是可以极大程度地降低网络的能耗，延长节点寿命，并且可以灵活应用于周期性监测应用中。但其缺点是会产生数据的延迟和不均匀性，从而会影响数据传输的可靠性和准确性。
三、总结
面向数据的无线传感器网络节能机制主要有数据聚合和周期性休眠两种方法。数据聚合技术可以减小数据传输量，降低网络能耗，提高网络寿命，但需要在计算、数据处理和存储上耗费额外的代价，需要在使用时进行权衡。周期性休眠能够极大程度地降低网络的能耗，延长节点寿命，但会产生数据的延迟和不均匀性，从而会影响数据传输的可靠性和准确性。
因此，在具体应用中，需要根据具体场景需求选择合适的方法。同时，结合多种节能方法，综合考虑进行应用也是非常重要的。