移动无线传感器网络

移动无线传感器网络（MWSN）可以简单地定义为一个无线传感器网络（WSN），其中传感器节点是移动的。与它们的前身相比，移动无线传感器网络是一个较小的新兴研究领域。移动无线传感器网络比静态传感器网络具有更多的通用性，因为它们可以部署在任何情况下并应对快速的拓扑变化。但是，它们的许多应用程序都是相似的，例如环境xxx或xxx。通常，节点由无线电收发器和由电池供电的微控制器组成以及用于检测光线、热量、湿度、温度等的某种传感器。

广义上讲，移动无线传感器网络面临两套挑战。硬件和环境。主要的硬件限制是电池电量有限和低成本要求。有限的功率意味着节点高效节能至关重要。价格限制通常要求低复杂度的算法用于更简单的微控制器并仅使用单工无线电。主要的环境因素是共享介质和变化的拓扑。共享介质指示必须以某种方式调节通道访问。这通常使用媒体访问控制（MAC）方案完成，例如载波侦听多路访问（CSMA）、频分多路访问（FDMA）或码分多路访问（CDMA）。网络拓扑的变化来自节点的移动性，这意味着从传感器到接收器的多跳路径不稳定。

当前没有针对移动无线传感器网络的标准，因此经常借用MANET的协议，例如基于关联的路由（AR），按需按需距离矢量路由（AODV），动态源路由（DSR）和贪婪边界无状态路由（ GPSR）。MANET协议是首选，因为它们能够在移动环境中工作，而WSN协议通常不适合。

拓扑选择在路由中起着重要作用，因为网络拓扑决定了数据包到达正确目的地的传输路径。在这里，对于在传感器节点移动性上进行可靠的数据传输，所有拓扑（平面/非结构化、群集、树形、链状和混合拓扑）都不可行。混合拓扑代替单一拓扑在数据收集中起着至关重要的作用，并且性能良好。混合拓扑管理方案包括群集独立数据收集树（CIDT）。和速度节能和可感知链接的聚类树（VELCT）；两者都已提出用于移动无线传感器网络（MWSN）。

由于这些网络中没有固定的拓扑，因此xxx的挑战之一就是将数据从其源路由到目的地。通常，这些路由协议从两个领域汲取灵感。WSN和移动自组织网络（MANET）。WSN路由协议提供了所需的功能，但无法处理频繁的拓扑更改。尽管MANET路由协议可以处理网络中的移动性，但它们是为双向通信而设计的，在传感器网络中通常不需要。

专为移动无线传感器网络设计的协议几乎总是多跳的，有时是对现有协议的改编。例如，基于角度的动态源路由（ADSR），是针对移动无线传感器网络的无线网状网络协议动态源路由（DSR）的改编。ADSR使用位置信息来计算打算传输的节点，潜在的转发节点与宿之间的夹角。然后，这可用于确保始终将数据包转发到接收器。此外，针对WSN的低能耗自适应群集层次结构（LEACH）协议已适应于LEACH-M（LEACH-Mobile），用于MWSN。分层协议的主要问题在于，移动节点易于在群集之间频繁切换，这可能导致必须定期将其自身与不同的群集头重新关联的节点产生大量开销。

另一种流行的路由技术是利用来自附加到节点的GPS模块的位置信息。这可以在协议，诸如基于区域路由（ZBR）中可以看出，其在地理上限定了簇，并使用该位置信息，以保持与他们所在的集群更新节点。相比之下，地理机会路由（GOR），^[是一种扁平协议，它将网络区域划分为网格，然后使用位置信息在每个跃点中尽可能地机会性地转发数据。

多路径协议为路由提供了可靠的机制，因此对于移动无线传感器网络路由协议而言似乎是一个有希望的方向。一种这样的协议是基于查询的数据中心编织多路径（DCBM）。

此外，强大的临时传感器路由（RASeR）和位置感知传感器路由（LASeR）有两种协议是专门为高速移动无线传感器网络应用而设计的，例如结合了无人机的协议。它们都利用了多路径路由，这通过“盲转”技术得以实现。盲目转发只是允许发送节点将数据包广播到其邻居，然后由接收节点负责决定是转发数据包还是丢弃数据包。使用网络范围的梯度度量来决定是否转发数据包，以便比较发送和接收节点的值，以确定哪个更接近接收器。RASeR和LASeR之间的主要区别在于它们保持梯度度量的方式。RASeR使用小型信标数据包的常规传输，其中节点广播其当前梯度。

媒体访问控制（MAC）技术有三种类型：基于时分，频分和码分。由于相对容易实现，MAC的最常见选择是基于时分的，与流行的CSMA / CA MAC 密切相关。考虑到MWSN设计的绝大多数MAC协议都从现有的WSN MAC 改编而来，并专注于低功耗，占空比方案。

通常，使用分析，模拟或实验结果来验证为移动无线传感器网络设计的协议。详细的分析结果本质上是数学的，可以很好地近似协议的行为。可以使用OPNET、NetSim和ns2等软件执行仿真，这是最常用的验证方法。仿真可以在各种情况下提供接近协议实际行为的近似值。物理实验是执行起来最昂贵的，并且与其他两种方法不同，无需进行任何假设。当确定协议在特定条件下的执行方式时，这将使它们成为最可靠的信息形式。

允许传感器可移动的优势增加了应用程序的数量，超出了使用静态WSN的应用程序的数量。传感器可以连接到许多平台：

• 人
• 动物
• 自动驾驶汽车
• 无人车
• 载人车辆

为了表征应用程序的需求，可以将其分为持续xxx、事件xxx、恒定映射或事件映射。常量类型应用程序是基于时间的，因此数据是定期生成的，而事件类型应用程序是事件驱动器，因此仅在事件发生时才生成数据。xxx应用程序会在一段时间内持续运行，而映射应用程序通常只部署一次以评估现象的当前状态。应用示例包括健康监测，其中可能包括心率、血压等。对于医院中的患者，这可以是恒定的；对于可穿戴式传感器，在紧急情况下，该传感器可以自动向救护队报告您的位置，这种情况可以是事件驱动的。动物可以附有传感器，以便根据迁徙方式，进食习惯或其他研究目的跟踪它们的运动。传感器也可以连接到无人机（UAV）以进行xxx或环境制图。在自主无人机辅助搜索和救援的情况下，这将被视为事件映射应用程序，因为无人机被部署为搜索区域，但仅在找到人员后才将数据传回。