基于应用语义描述的无线传感器网络路由技术的研究

admin · 发表于 2022-9-14 17:09:50

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基于无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）面向具体应用和传感器节点既传输又处理信息的显著特点，本文将WSNs中所有节点都看作处于不同层次的sink节点，并通过对WSNs应用的语义描述构建任务模型，来实现sink与传感器节点在传输和处理对象上的一致性，在此基础上将该模型与路由协议相结合，研究基于应用任务的路由算法。在WSNs应用任务模型的研究中，首先提出了语义描述的任务模型三层框架结构，将其作为语义任务描述通信协议及体系结构的基础。其中由数据表示层实现对传感器节点及原始感知数据等基本语义元素的描述；本体层从面向应用的角度通过构建任务本体来规范描述传感器节点、应用信息以及服务质量之间的关系；语义处理层为本体层加入丰富的规则描述，并实现相应的推理，为网络的传输控制提供接口。讨论了面向应用任务的服务质量和任务模型在WSNs传输控制中的主要功能。在任务和路由协议相结合的研究中，首先针对单一物理量周期性收集应用建立任务模型，并使用protégé等工具完成相应推理验证。随后提出了一种新的面向应用的无线传感器网络路由算法以延长网络生存期。Sink节点以泛洪方式周期性地广播任务，中间节点是面向应用的处于不同层次上的Sink。节点根据任务的语义信息及邻居节点网络状态信息参与任务、处理数据和选择路径。定性分析及仿真结果表明，面向应用路由协议的能量消耗及能量均衡性均优于DD（Directed Diffusion）的改进协议。

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