譚松鶴，覃 琪

（河池學院 計算機與信息工程學院，廣西 河池 546300）

0 引 言

無線傳感器網絡是一種標準的分布式應用網絡，其末梢組織由多個探查傳感器組成，可對網絡環(huán)境以外的傳輸介質進行感知檢查。WSN 是無線傳感器網絡中最常見的傳輸通信方式，可靈活調節(jié)網絡通路中的IP 及地址設置情況，并對其進行定向性修改[1?2]。局域式的傳感器網絡可與廣域互聯(lián)網進行無線連接，并通過縮短通信連接的物理干預方式，在無線傳感器網絡、廣域互聯(lián)網之間形成具備多跳自組織能力的覆蓋型網絡通路。

數據重復性冗余是一種不合理的網絡占用問題，隨著網絡通路占用時間的不斷延長，這一物理行為有可能誘發(fā)嚴重的網絡數據異常分類現(xiàn)象。為避免上述情況的發(fā)生，現(xiàn)有技術手段利用HLSA 算法對分類數據節(jié)點進行移動匯聚處理，再根據錨節(jié)點處的字節(jié)步長條件，確定后續(xù)數據覆蓋協(xié)議操作過程中的最佳路徑。這種方法雖然最大程度上對數據節(jié)點進行了分類利用，但并不能解決現(xiàn)有的密集部署問題，仍會造成較為嚴重的數據冗余現(xiàn)象。為解決上述問題，本文引入無線傳感網絡的應用坐標系，通過計算協(xié)議點覆蓋面積、分類數據初始化等處理步驟，建立一種新型的無線傳感網絡重復性分類數據覆蓋協(xié)議方法，并在后續(xù)對比實驗環(huán)節(jié)突出證明該方法的實效性所在。

1 無線傳感網絡的重復性應用數據處理

無線傳感網絡重復性應用數據處理是新型覆蓋協(xié)議方法建立的基礎環(huán)節(jié)，在坐標系建立、處理環(huán)節(jié)完善、節(jié)點選擇3 個物理步驟的支持下，其具體搭建方法如下。

1.1 無線傳感網絡應用坐標系建立

無線傳感網絡應用坐標系是獲取數據覆蓋協(xié)議節(jié)點的重要物理依據，可有效規(guī)定重復性分類操作的上、下限參考邊界，并以此實現(xiàn)分配網絡內部邊緣權限的目的。隨著分類數據總量的不斷增加，無線傳感網絡環(huán)境會出現(xiàn)一定量的盲點區(qū)域，且為避免覆蓋協(xié)議存在條件受限，網絡自身會根據一定的調節(jié)機制規(guī)避協(xié)議覆蓋范圍與盲點區(qū)域的有機融合[3?4]。從實用性角度來看，雖然數據覆蓋協(xié)議方法的有效性得到了保障，但過度的重合校正工作易造成網絡數據自身的重復性不斷提升，進而引發(fā)一定的覆蓋失衡問題。為避免上述情況的發(fā)生，無線傳感網絡應用坐標系以定義原點橫坐標Ox，以定義原點縱坐標Oy，在初代傳感系數的促進下，可將無線傳感網絡的應用坐標系{ O }表示為：

式中：W 代表無線傳感網絡的橫向應用限定系數；E 代表無線傳感網絡的縱向應用限定系數。

1.2 應用處理環(huán)境完善

應用處理環(huán)境完善是在無線傳感網絡應用坐標系的基礎上，對所有數據覆蓋協(xié)議節(jié)點進行的初級規(guī)劃布置，可為后續(xù)重復性數據節(jié)點選擇操作提供一定的物理依據，以保證最終建立的覆蓋協(xié)議方法能夠具有較強的數據應用能力。從數學角度來看，無線傳感網絡應用坐標系的橫向參量直接限定了數據節(jié)點的重復性迭代水平，縱向參量則在該水平能力的基礎上，規(guī)定了數據覆蓋協(xié)議的總體跨度條件，并以此作為初始化分類數據的唯一標準[5?6]。簡單來說，應用處理環(huán)境完善的初始環(huán)節(jié)分為橫向坐標分析、縱向坐標分析兩個部分，并在確保重復性迭代系數擁有節(jié)點連接能力的基礎上，分配網絡數據節(jié)點的基本分類覆蓋能力。具體的應用處理環(huán)境完善流程如圖1 所示。

1.3 重復性數據節(jié)點選擇

重復性數據節(jié)點選擇既是對無線傳感網絡應用坐標系的深度應用協(xié)調，也是對已完善應用處理環(huán)境進行的基礎調試檢測。為避免網絡節(jié)點密集部署情況的出現(xiàn)，所有滿足數據覆蓋協(xié)議方法調配的節(jié)點位置都必須嚴格遵循隨機部署原則，可在良好組織無線傳感網絡分類數據的基礎上，縮短相鄰覆蓋點之間的物理距離，并以此達到選擇性安排網絡內部重復性數據節(jié)點的目的。作為分類數據覆蓋協(xié)議方法構建的重要物理依據，重復性數據節(jié)點選擇需要兼顧無線傳感網絡數據生成位置信息、覆蓋位移等多項物理條件，并根據網絡內部重復性字節(jié)組織的最大數量條件，選擇最為適宜的數據節(jié)點覆蓋位置[7?8]。

圖1 無線傳感網絡應用處理環(huán)境的完善流程圖

設uα代表網絡數據的生成位置信息參量，α 代表獲得該項取值時網絡信道承受的數據負載量，pα代表無線傳感網絡內部的覆蓋位移條件，Qmax代表重復性字節(jié)組織的最大數量條件，聯(lián)立式（1）可將重復性數據字節(jié)的選擇結果表示為：

式中：t 代表重復性網絡數據的覆蓋傳輸時間差；δ 代表無線傳感網絡承載的基礎迭代系數；r 代表數據參量的分類重復依據系數。

整合上述步驟，實現(xiàn)無線傳感網絡的重復性應用數據處理，完成新型分類數據覆蓋協(xié)議方法的搭建準備操作。

2 基于無線傳感網絡的分類數據覆蓋協(xié)議方法構建

以無線傳感網絡重復性應用數據處理結果為依據，在協(xié)議點覆蓋面積計算、分類數據初始化等物理步驟的支持下，完成新型分類數據覆蓋協(xié)議方法的構建。

2.1 協(xié)議點覆蓋面積計算

協(xié)議點覆蓋面積是牽制無線傳感網絡分布范圍的重要物理因素，可以重復性數據節(jié)點選擇結果為依據，確定分類協(xié)議分子在傳輸過程中的上、下限趨近邊界量。從對應性角度來看，上限趨近邊界量直接等同于協(xié)議點覆蓋面積的頂端位置，下限趨近邊界量直接等同于協(xié)議點覆蓋面積的底端位置[9?10]。在無線傳感數據保持重復性分類連接的條件下，協(xié)議點覆蓋面積頂端位置與數據衰減系數?保持正相關影響關系，協(xié)議點覆蓋面積底端位置與閾值參量?保持正相關影響關系。所謂數據衰減系數是無線傳感網絡環(huán)境中，與重復性分類數據直接相關的物理覆蓋條件，不隨協(xié)議連接時間的增加而發(fā)生改變。而閾值參量則是對覆蓋面積下沉可能性進行的嚴格限定，僅與傳感網絡的數據參量j 保持屬性關聯(lián)影響關系。在式（2）的基礎上，聯(lián)立可將協(xié)議點覆蓋面積FI{O}表示為：

2.2 分類數據初始化

分類數據初始化是對覆蓋協(xié)議方法使用對象的集中規(guī)劃限制，需要在全面協(xié)調協(xié)議點覆蓋面積的基礎上，借助無線傳感網絡的數據連通子集，建立完善的喚醒協(xié)議條件，并以此為標準[11]。實施后續(xù)的數據協(xié)議連接操作。簡單來說，喚醒協(xié)議條件可以作為數據覆蓋協(xié)議喚醒連接的物理基礎，既準確標注了無線傳感網絡中分類數據節(jié)點的必經連接位置，也對方法自身包含的協(xié)議覆蓋面積進行了嚴格的規(guī)劃說明。從處理流程角度來看，分類數據初始化以獲取重復性數據節(jié)點作為起始步驟，在不斷計算合理協(xié)議點覆蓋面積的基礎上，確定最終喚醒連接操作所需的一切物理基礎，繼而建立符合應用需求的覆蓋協(xié)議方法[12?13]。完整的分類數據初始化操作原理如圖2 所示。

2.3 數據覆蓋協(xié)議的喚醒連接

數據覆蓋協(xié)議喚醒連接是新型覆蓋協(xié)議方法建立的末尾環(huán)節(jié)，可根據無線傳感網絡中重復性分類數據的集中走向情況，確定協(xié)議覆蓋區(qū)域連接、未連接部分所占比重，進而實現(xiàn)對數據冗余現(xiàn)象的有效控制。在協(xié)議點覆蓋面積中，喚醒連接是一種真實存在于節(jié)點之間的定向促進操作，可在滿足無線傳感網絡重復性分類數據物理屬性的基礎上，對完成初始化處理的權限節(jié)點進行按需分配，并以此作為條件，迫使分類數據協(xié)議形成一種覆蓋性趨勢，最終形成一種網絡負載平衡的物理局面[14?15]。

圖2 分類數據初始化操作原理解析圖

式中：c 代表無線傳感網絡中數據節(jié)點的平均物理量；v代表網絡數據節(jié)點的負載偏導量；b 代表協(xié)議覆蓋協(xié)調分子。

至此，完成覆蓋協(xié)議操作的前期準備工作，將滿足要求的物理參量代入上述物理計算式，實現(xiàn)無線傳感網絡重復性分類數據覆蓋協(xié)議方法的順利應用。

3 實驗結果與檢測

為突出說明無線傳感網絡重復性分類數據覆蓋協(xié)議方法的實效性，設計如下對比實驗。在相同物理檢測背景中，配置相同的網絡計算機，在其他影響因素不變的前提下，分別記錄應用新型數據覆蓋協(xié)議方法、HLSA算法后，相關實驗數據的變化情況，其中，前者作為實驗組，后者作為對照組。

3.1 實驗參數準備

為突出實驗結果的真實性，可按照表1 對相關實驗參數進行設置調試。

表1 實驗參數準備

出于公平性考慮，實驗組、對照組除所采用協(xié)議方法不同外，其他實驗參數始終保持一致。

3.2 網絡節(jié)點部署密集程度對比

節(jié)點存在系數為0.61 時，以60 min 作為實驗時間，分別記錄在該段時間內，應用實驗組、對照組覆蓋協(xié)議方法后，網絡節(jié)點部署密集程度的變化情況。實驗詳情如圖3 所示。

圖3 網絡節(jié)點部署密集程度對比圖

分析圖3 可知，實驗組網絡節(jié)點部署密集程度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，雖然下降幅度逐漸縮小，但整體趨勢保持不變，初始值即為最大值，僅達到62.31%，遠低于理想值85%；對照組網絡節(jié)點部署密集程度前期上升，后期下降，中間階段保持不變，期間最大值結果達到90.18%，超過理想極值85%，更遠超實驗組最大值。綜上可知，在節(jié)點存在系數為0.61 的條件下，應用無線傳感網絡重復性分類數據覆蓋協(xié)議方法，確實能夠達到降低網絡節(jié)點部署密集程度的目的。

3.3 平均數據冗余值對比

在數據分配參數為0.48 的條件下，以60 min 作為實驗時間，分別記錄在該段時間內，應用實驗組、對照組覆蓋協(xié)議方法后，平均數據冗余值的變化情況。實驗詳情如表2 所示。

表2 平均數據冗余值對比

對比表1，表2 可知：在整個實驗過程中，實驗組平均數據冗余值的基本水平僅達到6.7 KB，遠低于理想值8.6 KB；對照組平均數據冗余值的基本水平達到8.3 KB，雖然也低于理想值8.6 KB，但該組數值的最大水平達到9.0 KB，與理想值8.6 KB 相比，上升了0.4 KB。綜上可知，在數據分配參數為0.48 的條件下，應用無線傳感網絡重復性分類數據覆蓋協(xié)議方法，確實可以使平均數據冗余值的上升趨勢得到有效抑制。

4 結 語

無線傳感網絡重復性分類數據覆蓋協(xié)議方法從應用坐標系入手，選擇所有滿足要求的數據節(jié)點，并按照一定的初始化需求對其進行喚醒連接，不僅從根本上解決由網絡節(jié)點密集部署造成的數據冗余問題，也對平均數據冗余值進行了有效控制，從實效性角度來看具備較強的應用推廣價值。