移动接收器优化的虚拟区域数据采集策略提升无线传感器网络能效

本文主要探讨了"基于虚拟区域的带有移动接收器的传感器网络数据采集方法"（VRDG），这是一种旨在解决无线传感器网络中热点问题的有效策略。在无线传感器网络中，热点问题通常指某些区域由于数据密集而造成能源消耗过快，导致网络寿命缩短。VRDG通过创新的架构设计来缓解这一问题。 首先，VRDG将网络划分为若干个虚拟区域，每个区域由不超过三个数据收集单元组成。这种划分有助于均衡网络负载，减少单个节点的压力。每个区域内的数据收集单元会根据自身的剩余能量和与其他节点的距离进行评估，从而选择出一个或多个领导者。这个过程确保了能源消耗更为合理，因为只有领导者才负责将数据上传至数据收集阶段，降低了不必要的通信开销。 其次，为了进一步优化能效，节点利用“最大步距”算法计算出到达领导者的最佳传输路径。这种策略避免了直接连接到可能耗能更多的热点节点，而是选择能量利用率更高的路径，从而平衡整个网络的能量消耗。这种方法有助于减小端到端延迟，提高数据传输效率。 通过对比研究，仿真结果显示VRDG相较于其他数据收集策略，如MSE（移动能量自适应）、SEP（随机能源节省聚类）和LEACH（能量感知多跳通信），在能源效率上有显著优势。它不仅能在数据收集阶段节省能源，而且在延长网络寿命和提升数据收集效率方面表现优秀。因此，VRDG为无线传感器网络的设计者提供了一种实用且可持续的方法，对于大规模、长时间运行的物联网应用具有重要意义。