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      无线(xiàn)传感器(qì)网络中路(lù)由的选择方式解读

      作者:管理员 发布于:1/11/2017 11:54:28 AM

          所有的(de)机(jī)器人导航(háng)都(dōu)需要(yào)解决这(zhè)样(yàng)的一个问题(tí):机(jī)器人如何获(huò)知通(tōng)往目的(de)地的道路(lù)。在无线传感器网络中,无(wú)线节点之(zhī)间的信息通信路由也是(shì)一个首先(xiān)要解决的问题。如前所述(shù),由于地理信息固定(dìng),在WiME中空间路(lù)径(jìng)规划和信息通信路由完全可(kě)以以相同的方式工作。因此下面以路径规划来说明这样一个路由(yóu)存储和查(chá)询方(fāng)式的选择问题(tí)。
        在无(wú)线传感(gǎn)器网络(luò)中,无线(xiàn)节(jiē)点由(yóu)于能量受限,采用的是低功耗嵌入式处理(lǐ)器,其计(jì)算能力和存储空(kōng)间都有限。WiME也不(bú)例外,一(yī)般无法直接存(cún)储(chǔ)路径信息或(huò)者将地图信(xìn)息存储在节(jiē)点上(shàng)从(cóng)而在需要时计算出(chū)最优路径。为此(cǐ),首(shǒu)先考虑下面的4种方法。
        方法(fǎ)1:作(zuò)为一种常用的方法,可以查询整个地图的路径信息。由于房(fáng)间数n众多(duō)(认为(wéi)n不小于1000),路径数据巨大(存在n(n-1)/2条路径),这样(yàng)的地图可以由1台或多台主(zhǔ)服务器(qì)提供。任何一个无线节点或(huò)邻近的有限多(duō)个节点(diǎn)都满足(zú)不(bú)了这样的存储量。一个自然(rán)的方法是将全局地(dì)图存储到服务器(qì)上,机器人终端在必要时从(cóng)服务器上下载路径(jìng)信息。这类似于GPS设备的工(gōng)作(zuò)方式。
        方法2:根据使用的广播式无线路由(yóu)通信协议,建立一(yī)条(tiáo)到(dào)目标点的无(wú)线通信链路,并(bìng)利用建立(lì)的这(zhè)条通信线(xiàn)路(lù)作(zuò)为(wéi)地理导航线路。
        方法3:利用动(dòng)态路径规划的思(sī)想,每个节点存(cún)储(chǔ)与自身相关(guān)的(de)一(yī)定范围内的地理(lǐ)信息,并生成最优路(lù)径(jìng)信(xìn)息(xī)。
        方法4:每个(gè)节点存储全局(jú)节(jiē)点分布的地理信息和连接关系,在需要时与临近的节点(diǎn)协同计算出最优路径。这是借鉴了计算机网络中分(fèn)布式计算的概(gài)念。
        每种(zhǒng)方法各有其优劣。第1种方法(fǎ)修改容易,增加(jiā)或删除(chú)节点只需要(yào)在主服务器端更新。第2种方法不需要事先知(zhī)道节点的地理(lǐ)位置(zhì)信息,整个路径信息是(shì)动态建立和修改的。第3种方法可以(yǐ)随着道路情况动(dòng)态调整(zhěng)最优路径。由于节点能够实时观(guān)察到道路(lù)信息(xī),可以(yǐ)引入参数来反映当前周边道路(lù)状(zhuàng)况,比如道路(lù)的堵塞(sāi)程度,并由此(cǐ)动态维(wéi)护这样一(yī)个包含自身及临近区域的最优路径表。但是这(zhè)3种方法都是在多跳通信(xìn)的(de)情况下(xià)完(wán)成的,返(fǎn)回完整的路径信息需要(yào)较多的通信带宽(kuān)和较(jiào)长的通信延时,这对通信协议的鲁棒(bàng)性提出了挑战。第4种方法的存储量(liàng)相对(duì)要小,与节点个数同数(shù)量级,但是多节点协同的(de)最优(yōu)路径(jìng)的实时分布式计(jì)算对于无线传感(gǎn)器节(jiē)点无疑(yí)是一个困难的问题。毕竟当前的分布式(shì)计(jì)算仍然局(jú)限(xiàn)在计算机网络领域。如何将分布式计算和(hé)最新的网格计算的思(sī)想运用到无线传(chuán)感器网络上,可能会成为嵌入式(shì)系统领域的(de)下一个方向。

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