移动sink下的物联网与无线传感器网络能源优化策略

随着科技的飞速发展，工业物联网（Industrial Internet of Things, IoT）已经成为工业领域不可或缺的一部分，它通过集成无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）来实现设备间的互联互通和远程监控。然而，将WSN与IoT融合的过程中，面临诸多挑战，其中最突出的问题之一是网络寿命短和能源消耗过高。为了克服这些难题，本文提出了一种新颖的能源优化策略，即基于对偶节点的移动sink（移动数据收集节点）重新定位和路由调整方法。 移动sink在WSN与IoT融合的解决方案中扮演了关键角色，因为它能够动态地调整工作区域，从而均衡网络内的能量消耗。传统的WSN通常依赖于固定位置的sink，这可能导致某些区域能源消耗过大，而其他区域则资源不足。作者A. Thiruchelvi、N. Karthikeyan和S. Karthik针对这一问题，设计了一种创新的方法： 1. **对偶节点合作**：该策略利用了移动sink与固定节点之间的协作，通过选择性能相近的对偶节点进行协同操作，有效延长了整个网络的生命周期。对偶节点可以共享资源，降低单个节点的能耗负担。 2. **移动sink定位**：移动sink根据网络的实时能量分布情况，智能地移动到能源消耗低但信息流量大的区域，从而实现能量的高效利用。这种动态调整确保了整体网络的连通性和效率。 3. **路由调整**：结合移动sink的移动性，文章还讨论了灵活的路由算法。通过实时分析路径损耗和通信效率，动态地优化数据传输路径，减少了不必要的通信开销，进一步节约了能源。 4. **节点分簇和四叉树结构**：为了提高效率，研究者采用了节点分簇技术，将传感器节点组织成有层次的结构（如四叉树），这有助于管理和调度数据传输，同时减少了数据在传输过程中的冗余，降低了能耗。 5. **实验验证**：论文作者通过模拟和实地实验，展示了他们提出的移动sink重新定位和路由调整策略在实际应用中的效果。结果显示，这种方法显著提高了网络的能源效率，延长了网络寿命，并且提高了数据传输的可靠性。 这篇论文在工业物联网环境下提出了一个有效的能源管理策略，通过移动sink的智能化操作和优化的网络架构，为解决WSN与IoT融合中的能耗问题提供了新的解决方案。这一研究成果对于推动工业物联网的可持续发展具有重要意义。