无线网络传感器中移动代理的应用.doc

无线传感网络中移动代理的应用和设计问题 MIN CHEN, SERGIO GONZALEZ, AND VICTOR C. M. LEUNG,哥伦比亚大学 摘要： 最近，为了促进无线传感器网络中高层次的接口和监督技术，研究机构在移动代理系统的设计，开发和部署方面都加大了投入力度。移动代理系统采用迁移代码，以方便灵活的应用程序的重新分配，局部处理和协作信号和信息处理。相对于基于客户端 - 服务器计算模型的传统的WSN操作，这提供了额外的灵活性，以及无线传感器网络中的新功能。在这篇文章中，我们调查了移动代理在无线传感器网络中的潜在应用，并讨论了这些应用程序的一些关键设计问题。我们把代理设计功能分解成四个部分，即，体系结构，流程规划，中间件系统设计，代理合作。此分类涵盖低层次向高层次的设计问题，并促进一个基于组件和高效的移动代理系统，应用广泛。每一个设计组件的实现方式都不同，希望可以根据根据具体应用要求实现灵活的权衡（如能源和延迟之间）。 介绍： 在丰富的理论和实践的挑战以及越来越多的实用的民用推动下，过去几年，无线传感器网络已吸引了研究界的普遍关注。考虑到在一个广泛的地理区域部署成千上万的传感器节点的高成本以及构建一个无线传感器网络的应用的具体性质，“一个部署，多重应用”是WSNs的发展新趋势。这种趋势要求传感器节点有不同的能力来处理多个应用程序。这种趋势要求传感器节点有不同的能力来处理多个应用程序。然而，将每一个可能的应用程序存储在的嵌入式传感器的自身内存中，这是不可行的。因为这些设备一般都有严格的内存限制。在WSNs中使用移动代理来动态地部署新的应用程序，被证明是一种有效的方法来应对这个挑战。移动代理是一种特殊的软件或计算机程序，通过它在各个网络节点之间的迁移来自主和智能地执行任务，以应对网络环境的不断变化的条件，实现代理调度。移动代理已被发现是有用的，特别是在无线传感器网络中高效地促进数据融合和传播。 图1a显示了基于客户 - 服务器模式传统的数据传播方法，在某些事件的发生引发周围的源节点收集和发送数据到接收器。在客户—服务器模式下，数据流的数量一般等于源节点的数量，导致高带宽和能源消耗。此外，这种做法可能导致不平衡能源消耗，由于这样的事实，节点应该尽量的接近接收端以传送更多的数据。在基于移动代理的方法如图1b所示。发送端节点发送一个目标区域到移动代理来逐个访问源节点。移动代理减少和简化遥感数据，然后再发送回接收端，产生一个单通道流量，而不是多个。使用移动代理的无线传感器网络中的动机已在第五章被广泛研究。然而，在某些特定情况下，使用移动代理也有缺点，如代码缓存，和安全问题。 在这篇文章中，我们做了一个关于移动代理在无线传感器网络中的主要应用以及在它们的发展过程中一些研究问题的调查。我们描述了在无线传感器网络中基于移动代理的数据传播的应用和架构，以及移动代理的流程规划方法。我们讨论了的移动代理中间件系统的设计和相应的移动代理合作。 移动代理的应用： 应用无线传感器网络中的移动代理系统的好处主要有两个。首先，他们可以通过移动数据处理单元到遥感数据的位置，潜在地减少带宽消耗，否则将引起很大的节点能源消耗.尤其是需要收集大量的数据并发送给接收端时，这种方法就更加的具有吸引力了。此外，与其他方法相比，移动代理系统使WSN的重新分配任务有了更高的灵活性，并促进协同信息处理。在这些方面，我们描述了两个典型的WSN应用。在这些应用中，移动代理技术的使用被证明是一个有效的解决方案。在实践中，其他几个WSN的问题，如路由和数据融合，用移动代理系统就可以得到有效的解决。 视觉传感器网络： 硬件小型化的必威体育精装版进展，使得支持专门用于图像应用的附加模块的传感器设备得以应用。例如，独眼巨人的图像捕捉和处理模块可以被连接到流行的WSN设备，例如用于图像传感的克尔斯博科技有限公司的MICA2 and MICAz。这种重量轻，价格低廉的成像硬件的可用性，促进了视觉传感器网络的发展，使从传感器节点检索视频流和静止图像成为可能。其实，移动代理已被发现在视觉传感器网络大有用途。由于图像传感器产生的数据量是非常大，传输完整图片不仅消耗大量的带宽和能源，如果接收端只需必须评估图片的某些区域（感兴趣的区域）的特点信息时，就没有必要传输图片的所有信息了。图2说明了移动代理在视觉传感器网络中的应用。在这里，移动代理将分割的图像代码分配到目标区域，逐个访问图像传感器，从他们相应的感兴趣的区域收集图像数据。因此，每个在目标区域的传感器节点的图像数据被缩减到很小。当感觉到周围环境有实质性的改变时，新的移动代理会将不同的图像分割算法派遣到功能特定的图像传感器，以保持图像处理代码有效的工作。 目标跟踪： 通过执行一个简单的三边测量的算法，移动代理被用来追踪目标的位置并周期性的