无线传感器网络拓扑管理模式的分析

无线传感器网络在物联网中起着关键性的作用，分析已有的网络拓扑管理模式，有助于设置更适合的、满足应用场合需求的管理策略。无线传感器网络依据其拓扑形式分为层次型和扁平型结构；从节点变化角度来分类，分为静态网络与有动态因素的网络(简称为动态网络)。分析了静态网络的层次型结构的选择方式，其簇头的选择方法分为基于概率、非概率以及选择针对性能指标的处理方法；分析了动态网络从供能与否，节点移动与网络移动中网络拓扑管理模式；最后分析了无线传感器网络问题的转化形式，并对转化后的问题的处理做了简要的分析。我们认为，运筹学与博弈论方法是路由设计的有效理论工具。

大量微型传感器通过无线技术构建成无线传感器网络，它们具有自适应能力。在泛在网络中，传感器网络占据重要的位置。物联网、传感器网络和泛在网络有着紧密的关系，泛在网络包含物联网，物联网包含传感器网(图1) [1]。

Figure 1. The relation among sensor networks, Internet of things and ubiquitous networks 图1. 传感器网络、物联网与泛在网络的关系 传感器网络通常用于物与物之间的数据传送与转发。传感器自身有计算功能、存储功能、体积小、携带能量少且一般情况下给传感器补充能量是较棘手之事，节能在传感器网络拓扑管理时考虑较多。传感器网络的各项性能指标亦纳入考虑范畴，如尽可能延长网络的寿命，保障数据安全地在传感器网络中传送，使得传感器网络的覆盖区域与数据的传送范围相一致，不出现空洞现象。在传感器网络中，发送数据的传感器称为源点，接收数据的传感器为汇点。传感器网络中，若所有的传感器不管是源点还是汇点(又称为基站)， 均为物理位置不变， 称这类传感器网络为静态网络；若网络中的传感器节点中非汇点均处于物理位置不变状态，而汇点的物理位置处理动态变化状态，称这一类传感器网络为具有移动汇点的传感器网络。传感器的角色可分为源点、中继节点和汇点。在传感器网络中，同一个传感器在不同的情