无线传感器网络的节能睡眠调度机制

"s13673-018-0141-x.pdf" 文章主要探讨了无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）中的能量效率问题，特别是提出了一种基于相似度衡量的节能睡眠调度机制。随着集成电路、微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS）和数字信号处理技术的发展，无线传感器网络在近年来受到了广泛的研究关注。这类网络通常由数百甚至数千个传感器节点组成，它们能够感知环境、进行简单的计算并与其邻居通信。 然而，由于这些传感器节点的能量主要依赖内置电池，且在大范围区域内的持续感知和数据发送会导致能量迅速消耗，因此，节点的节能策略对于延长整个网络的生命周期至关重要。为了解决这一问题，文中提出了层次化的基于聚类的网络结构，这种结构将传感器节点划分为多个小型群体，即“簇”。 在这样的集群结构中，每个簇内有一个称为簇头（Cluster Head, CH）的节点，负责收集本簇内其他节点的数据，并对数据进行聚合，减少向中心节点（sink）传输的数据量，从而降低能量消耗。CH的角色是轮换的，以避免某些节点过早耗尽能量。此外，相似度衡量机制被引入到睡眠调度中，通过分析节点间的感知数据相似性，可以优化节点的唤醒和睡眠模式，避免不必要的数据传输，进一步节省能量。 论文中提到的相似度衡量机制可能基于多种算法，如欧氏距离、余弦相似度或Jaccard相似度等，用于评估节点之间的数据相似程度。当发现相邻节点的数据高度相似时，可以减少重复数据的传输，只让一个节点处于活动状态，其他节点进入休眠状态，以此达到节能目的。 该研究工作聚焦于无线传感器网络的能量效率提升，通过建立聚类结构和应用相似度驱动的睡眠调度，旨在减少无效通信，延长网络寿命。这为实际应用中的WSNs设计提供了新的思路和方法，特别是在大规模、长期运行的监测系统中，其价值尤为突出。