无线传感器网络的环境感知热（EAT）路由协议解析

### 无线传感器网络的环境感知热（EAT）路由协议解析 #### 1. 研究背景与动机 无线传感器网络（WSNs）通常部署在无人值守区域，且运行能量有限，这对网络性能和寿命产生了不利影响。在实际应用中，传感器节点会受到多种环境因素的影响，其中温度对传感器节点的性能、功耗、寿命和数据传输延迟等方面有着显著作用。 目前，虽然有研究关注传感器网络的各种问题，但考虑温度对传感器节点影响的研究较少，并且在路由协议设计中往往未纳入环境温度变化的影响。鉴于此，提出了环境感知热（EAT）路由协议，旨在考虑周围环境温度的影响，选择最优路由路径。 #### 2. 相关技术与算法 - **优化字典更新学习的压缩数据收集算法（ODUL - CDC）** - 该算法用于降低环境噪声对无线传感器网络（WSNs）数据收集准确性的影响，并延长传感器节点的使用寿命。 - 字典学习方法的主要目的是通过从训练数据中学习得到稀疏字典。 - 引入自相干惩罚项，以减少字典更新过程中训练数据的过拟合问题。 - **传感器网络设计** - 设计了一个工作频率为920 MHz频段的传感器网络，用于测量大气压力、灰尘、温度和相对湿度等参数。 - 该系统基于LoRa网络开发，并在实际环境中进行了参数测量。 #### 3. EAT路由协议详解 - **协议概述** - EAT路由协议会估计特定网络的环境影响及其效果，观察其在关键时期对网络寿命、数据传输延迟、设备性能和网络效率的影响。 - **协议流程** ```mermaid graph TD; A[Start] --> B[Source initiate broadcast]; B --> C[Neighbour receives the packet]; C --> D{Node_temp < Th_min}; D -- Yes --> E[Discard the packet]; D -- No --> F[Calculate distance between S->D]; F --> G[Assign Relay_node]; G --> H[Establish Connection]; H --> I[Assign Priority]; I --> J[Calculate Node_Temp]; J --> K{Node_Temp > Th_max}; K -- Yes --> L[Allow all priority signal]; K -- No --> M[Forwards only critical data signals]; L --> N[Data Transmission]; M --> N; N --> O[Stop]; F --> P{Node_Eng < Th_min}; P -- Yes --> E; P -- No --> Q{Shortest path}; Q -- Yes --> R{Node_ETemp > Th_max}; R -- Yes --> B; R -- No --> N; Q -- No --> E; ``` - **初始化阶段**：源节点发起广播，收集中间节点的跳数距离、温度和能量等信息。 - **邻居节点处理**：邻居节