无线传感器网络中的能效

不同于当前大多数聚焦于WSNs单一方面的研究，我们提出一种能量驱动架构(Energy Driven Architecture, EDA)作为最小化WSNs总能耗的新架构。EDA作为一种基于组成单元的架构，用于根据通过其组成单元的能量耗散来部署WSNs。这种对WSNs整体能耗的视角可应用于优化和平衡能耗并延长网络生命周期。参考该架构，我们引入一个单一整体模型，并提出了一种可行的公式，以能量组成单元的形式表达通用无线传感器网络应用的总体能耗。该公式为评估WSN应用性能、优化其组成单元操作以及设计更高能效的应用提供了具体表达。最终目标是生成通用WSN应用的能量映射架构，该架构包含基本且可定义的能量组成单元及这些单元之间的关系，以探索最小化应用总体能耗的策略。随后，提取了影响WSNs中能量的参数。进而研究了这些参数与应用平均能耗之间的依赖关系。应用了若干统计工具进行参数约简，随后采用随机森林回归对参数约简前后每交付数据包的能耗进行建模，以确定约简导致的精度下降。最后，基于EDA模型和普遍参数提出了一种高能效动态拓扑管理算法。该采用Dijkstra寻找节点间高能效最低成本路径的新拓扑管理算法的性能与类似拓扑管理算法进行了比较。