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刘育江
（安徽商贸职业技术学院,安徽 芜湖 241002）
【摘 要】传感器监测网络中一些网络节点因为能量消耗大而过早地死亡,本文提出用数学建模确定最短路的Sink节点选择算法,以减少能耗.
【关键词】数学建模；簇首节点；Sink节点
一、无线传感器网络的应用
无线传感器网络为农业领域的环境监测、数据采集与处理提供了一种有力的解决方案,避免了传统农业数据采集监测系统的不足,目前已成为农业科技工作者的研究重点和研究热点.借助于无线传感器网络,农业生产者能够实时地监测诸如空气温湿度、风速风向、光照参数以及CO2浓度等农田地面的信息,电导率、PH值等土壤信息,有害物监测与报警信息以及农作物生长情况等信息.这些信息能帮助农业生产者及时发现问题,并准确地确定发生问题的位置以及相关的参数.我们于2008年与芜湖市清水镇的花木种植企业联合开发了基于无线传感器网络的花木生长环境信息监测系统,将基于ZigBee通信协议的无线传感器网络技术应用于花木生长环境监测领域,设计了基于MSP4300和CC2420芯片的传感器节点硬件结构和软件流程,该系统可以对目标监测区内的温度、湿度、光照度等农业环境信息进行远程采集和传输.
该监测系统采用簇状传感器网络拓扑结构和采用固定的Sink节点实现数据的收集和发送指令.在其工作流程中,首先将带有各种传感器的普通数据采集节点随机地分散到目标监测区域,普通节点在接到采集监测指令后将采集到的数据过多跳路由传至本簇的簇首节点,由簇首节点完成数据融合,然后经过多跳路由的方式将数据转发给网络中的固定Sink节点,最后由Sink节点通过WIFI上传给数据中心,其体系结构和工作流程如图1所示.
二、无线传感器网络应用存在的问题
我们对该系统的实际使用情况进行了长期的跟踪,发现在该系统使用的过程中,经常出现一些网络节点因为能量消耗大而过早地死亡,致使网络中数据的路由传递中断,导致整个监测网络的监测区域变小,甚至于整个网络不能正常工作的现象.经过初步的分析和实验,我们认为导致这种现象的原因是由于本系统采用了簇状网络拓扑结构和固定Sink节点,在整个网络中所有的数据都向Sink节点汇聚,由于Sink节点的位置固定,致使Sink节点周围的节点要承担比较繁重的路由通信任务.因此出现了部分节点的能源过早耗尽,致使整个网络不能正常工作.采用无线传感器网络构建信息采集和监测系统,可以有效实现对农业环境信息的监测、采集、传输和分析处理,是农业环境信息测控的重要发展趋势.
无线传感器网络节点:microstrain无线传感器软件设置--连接传感器节点
三、数学建模之法确定网络数据采集Sink节点最佳位置
在传感器网络的应用中,簇首节点的选择是影响网络能耗和数据采集效率的重要因素,Somasundara等人提出了一种基于最短路径树（shortest path tree,SPT）的簇首节点选择算法,在SPT算法中各传感器节点选择通信跳数最短的簇首节点来进行簇的划分,如何选择Sink节点的位置,使得簇首节点向Sink节点的距离最短,能源消耗最小.拟建立以下数学模型.
总结：这篇节点传感器论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
无线传感器网络节点引用文献:
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