[[alternative]]Data collection mechanisms with time constraint in wireless mobile sensor networks

碩士[[abstract]]在無線感測網路(Wireless Sensor Networks, WSNs)中，資料收集(Data Collection)是一個重要的研究議題。在過去的文獻中，固定式感測器(Static Sensor)以多躍(multi-hop)傳輸方式，進行資料收集至資料收集站，而造成電量不平衡與網路切割的問題，對此已有許多學者提出以行動收集器(Mobile Sensor)進行資料收集。由於感測器具有資料儲存空間的限制，所以行動收集器必須在時間限制內，完成感測器的資料收集任務，以避免感測器遭遇資料遺失的問題。本論文透過多台行動收集器之單一迴路與多條迴路資料收集排程，規劃其資料收集路徑，以期在資料收集時間限制內，使用最少數量的行動收集器，以最低的硬體成本完成資料收集的任務。最後，本論文所提出的資料收集機制更透過模擬實驗，驗證其在電量平衡及資料收集效能方面，皆具有優良的表現。[[abstract]]Data collection is one of most important issues in wireless sensor networks. Recent researches has shown that using sensors to collect sensing data to the sink node via multi-hop transmission causes the energy-unbalanced and network-partitioned problems. To address these problems, this paper proposes an efficient data collection mechanism to collect data by mobile collectors. The objective of this paper is to reduce the number of mobile collectors while the time constraint of data collection is satisfied, preventing the sensing data from being dropped. To compare with the existing mechanisms, the performance result shows that the proposed data collection approach significantly reduce the number of mobile nodes, balance energy of data collectors and improve the data collecting efficiency.[[tableofcontents]]目錄 圖目錄 IV 表目錄 VI 第一章、Introduction 1 第二章、Related Works 5 A. Data Collection on Each Static Sensor 5 B. Simultaneous Data Collection and Movement 6 第三章、Network Environment and Problem Formulation 8 A. Network Environment 8 B. Problem Formulation 9 第四章、Single-Path Data Collection Mechanism (SDCM) with t-Scan Constraint 12 A. Initialization Phase 12 B. Path Construct Phase 14 第五章、Multi-Path Data Collection Mechanism (MDCM) with t-Scan Constraint 18 A. Path Construct Phase 20 第六章、Performance Study 29 A. Simulation Setup 29 B. Performance Study 31 第七章、Conclusion 44 References 45 附錄—英文論文 48 圖目錄 圖1：評估行動收集器於各地點之資料收集利益。 13 圖2：以區域內部的資料收集點為基礎，建立資料收集迴路，並進一步縮短資料收集迴路的長度。 16 圖3：行動收集器額外付出移動成本。 19 圖4：計算起始資料收集區域之中心位置，及以資料收集時間所畫的圓。 22 圖5：行動收集器資料收集利益計算。 24 圖6：行動收集器資料收集利益計算。 26 圖7：感測器以不同佈建方式的場景圖。 30 圖8：資料收集器個數對於行動收集器數量的影響。 32 圖9：感測器數量在不同密度對於資料收集點的影響。 33 圖10：感測器數量對於資料收集路徑長度的影響。 34 圖11：感測器數量對於整體網路電量消耗的影響。 35 圖12：感測器資料量對於行動收集器收集所有感測器資料花費時間的影響。 36 圖13：感測器的資料收集時間對於平均通訊延遲的影響。 37 圖14：在各個Scenarios中行動收集器數量比較圖。 39 圖15：感測器之資料收集時間對於不同場景下需使用多少數量的行動收集器的影響。 40 圖16：感測器數量對於在三大場景中資料收集點個數的影響。 42 圖17：感測器數量在三大場景中對於資料收集路徑長度總合的影響。 43 表目錄 表1：資料收集機制比較。 7 表2：模擬相關參數。 30[[note]]學號: 602410028, 學年度: 10