34、无线传感器网络相关技术方案解析

无线传感器网络相关技术方案解析

1. 引言

无线传感器网络（WSN）在当今的工程应用中扮演着重要角色。然而，WSN 面临着诸如节点定位、网络能耗和通信效率等诸多问题。本文将介绍两种解决这些问题的方案——MISTER 方案和基于 PSO 的改进节点定位方法，并对它们的原理、操作步骤和实验结果进行详细分析。

2. MISTER 方案

2.1 背景与原理

Gao 等人提出了一种基于分布式随机层次结构树（HST）的方案，用于以自下而上的方式提取层次分明的树结构。与集中式算法相比，分布式方案更适合无线传感器网络。而 MISTER 方案则是一种近似最小斯坦纳树（Steiner Tree）的路由方案。

在随机 HST 方案中，传感器节点和骨架节点的 ID 是随机选择的，这导致生成的层次分明树结构随机且多样，通信路径往往需要绕过外围节点，能耗较高。而 MISTER 方案从网络部署区域的中心向周边递增分配传感器节点和骨架节点的 ID，生成的层次分明树结构是向心的，即树的根位于网络部署区域的中心并向外扩展，这样可以减少网络延迟和能耗。

2.2 MISTER 方案的操作步骤

以下是 MISTER 方案的伪代码：
|步骤|操作|
| ---- | ---- |
|初始|所有传感器节点和骨架节点都在候选集 S 中|
|迭代 1|节点 2 和 7 分别提名节点 1 和 6 为其祖先，然后节点 2 和 7 从候选集 S 中移除|
|迭代 2|节点 4、3 和 8 分别提名节点 2、1 和 5 为其祖先，然后节点 4、3 和 8 从候选集 S 中移除|
|迭代