基于无线传感器网络的智能交通系统( 二 ) _智能交通系统

l Vice Sink 节点（VSs），负责与 MS 通信的边缘节点。假设每个 VS 都知道自己的位置以及与它距离最近的 VS 的位置，拥有唯一的递增标识符(ID) 。
l 移动 Sink 节点（Mobile sinks, MSs），由那些在部署了 Vice Sink 节点的区域中移动的节点组成。假设每一个移动 Sink 节点都配有一个 GPS 之类的卫星接收器，这样它就可以随时获得位置、方向和速度等信息。

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图 1 系统架构
VS 沿 WSN 网络周边散布，对其密度没有特别的限制。我们并不假定 MS 总是可达的，所以 MS 可能多次断开连接；也不假定 VS 会形成一个子网，因为它们之间不一定要相互连接。假设 MS 按照限定的随机路径点移动模型移动，它们的位置被限制在 WSN 周围。如图 2 所示，移动用户驱车沿城市街区行驶，寻找空闲的停车位。

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图 2 一个示例场景：汽车在附近部署了 WSN 的建筑物周围移动，寻找空闲车位
通信架构需要设计成这样一种方式：允许 MS 发送查询和接收相关的响应，并且以透明的方式管理可能的断连。这意味着要在 MS、VS 和 SN 之间定义合适的接口。
3. 路由框架设计我们的路由框架基于一种增强了移动预测的地理路由转发策略。当 MS 将一个查询注入到网络中之后，我们希望根据在原始请求消息中包含的移动性信息来预测 MS 的新位置，然后把响应消息送达网络中更外层的节点。通常来说，响应数据包会到达最接近 MS 预估位置的 VS 节点，如果 MS 确实接近了 VS，响应便被成功送达，否则数据包要被路由到 MS 最有可能的实际位置上。为了实现这一点，我们提出了一种地理转发策略和一种有效的移动预测方案，能够在 VS 中使用 MS 中可用的最新移动信息。
图 3 概括了参考场景，MS 通过第一个 VS 向 WSN 中注入一个查询，之后这个查询被转发到其感兴趣的区域（灰色标注），目标节点（最接近区域中心的）通过查询同区域中的其他节点来聚合区域中所感兴趣的数据，然后将聚合的数据发往目的地。所请求的信息首先经各个 SN 的多跳转发，最终由最后一个 VS 送到移动 Sink 节点。

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图 3 应用场景示例
3.1 数据包格式在详细介绍路由策略之前，我们先介绍一下同时支持地理转发和移动预测策略所需的五种不同类型的数据包。数据包、包的字段和管理包的网络节点如下：
HELLO 包：一种周期性发送的简单数据包，包含节点的 ID、地理位置、是否为 VS 节点的标志、剩余能量（用于能量感知转发）和当前占空比（用于延迟感知转发）。
MOBILITY 包：一种由 MS 发往每个相邻的 VS 的简单数据包，包含移动方向、地理坐标、速度和一个全局时间戳。
ALERT 包：在收到 MS 发来的移动模式发生变化的通知时，每个 VS 所生成的消息。它包含了 MOBILITY 包所含有的全部信息，再加上原始 VS 的 ID、发送者的网络地址和 ALERT 包的目的地的地理坐标。
QUERY 包：当 MS 选择了查询的目标区域后其自身生成的消息。它包含和 MOBILITY 包中一样的移动信息、目标区域的中心地理坐标及其感兴趣的半径、发送者的网络地址还有包的 TTL 。
REPLY 包：由最靠近 QUERY 包的目标区域中心的 SN 生成的消息，它包含 MOBILITY 包中含有的所有原始 MS 的移动信息（从 QUERY 包中复制的）、根据移动信息和经过的时间逐跳估算的 MS 的实际位置、发送者的网络地址以及包的 TTL（从 QUERY 包复制的）。
3.2 地理转发如第 2 节所述，假设网络的每个节点都知道自己的位置，并且每个 MS 都使用了一个卫星接收器，这样它就能够知道自己的坐标、速度、方向和全局时间戳。简单起见，我们用 TargetPos 来标识存储在 QUERY 包中的目标区域的坐标，用 MsPos 来标识存储在 REPLY 包中的 MS 的坐标，用 CurrentPos 来标识当前进行下一跳的决策的节点的坐标。
3.3 移动管理移动管理机制的主要目的是向 VS 提供 MS 最新的移动信息。这是利用了 REPLY 包必定会到达 WSN 的外层部分，然后再到达离预估的 MS 位置更近的 VS 的特点实现的。如果 MS 对这个 VS 来说是不可达的，就必须对 REPLY 包的转发采取适当的决策。出于这样的目的，每当 MS 可以与一个 VS 进行通信时就向其发送一个包含关于位置、速度、方向和全局时间戳的新信息的 MOBILITY 包。VS 使用一个结构来维护这些数据，并且在收到更新的数据包时对结构进行更新操作。