本文關(guān)鍵詞：基于節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度的海事傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量具備實(shí)時(shí)感知、數(shù)據(jù)處理及無線通信等能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)部署在給定檢測區(qū)域內(nèi)，以協(xié)作的方式感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感興趣的信息，并發(fā)送到基站，，以便做出進(jìn)一步的決策。受到節(jié)點(diǎn)數(shù)量大、處理能力有限等因素的制約，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般不能采用集中式的方式，而是以自組織的方式對感知信息進(jìn)行分布式處理。而網(wǎng)絡(luò)覆蓋作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究的關(guān)鍵性基礎(chǔ)問題，這些制約因素則給網(wǎng)絡(luò)覆蓋帶來巨大的挑戰(zhàn)，因此就需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制。 覆蓋控制就是在無線傳感網(wǎng)絡(luò)硬件資源普遍受限的情況下，通過規(guī)劃節(jié)點(diǎn)的分布與工作狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域最大程度的監(jiān)測。本課題將面向海事安全保障領(lǐng)域，在深入分析海事安全領(lǐng)域信息服務(wù)需求的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了海事監(jiān)控傳感網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制和節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度的理論與方法。研究工作從海事傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓采w模型、節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度等方面入手，綜合運(yùn)用智能算法、博弈論等，圍繞海事傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋節(jié)能性和節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度的有效性之間的平衡問題展開研究，最終實(shí)現(xiàn)海事場景下的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有效覆蓋。本文對覆蓋控制問題中的確定性區(qū)域覆蓋問題，從自由分布節(jié)點(diǎn)覆蓋效率最大化、節(jié)點(diǎn)協(xié)同覆蓋兩個(gè)方面研究，論文主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面。 （1）從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的部署角度，利用群智能算法對網(wǎng)絡(luò)覆蓋進(jìn)行了優(yōu)化部署，通過建立網(wǎng)絡(luò)覆蓋模型，分析了人工魚群算法在覆蓋控制問題中的實(shí)現(xiàn)過程，并對該算法進(jìn)行了詳細(xì)分析。 （2）從網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)覆蓋的角度，利用Voronoi多邊形形成網(wǎng)絡(luò)覆蓋集，通過建立局部Voronoi多邊形覆蓋策略，求解網(wǎng)絡(luò)的最大覆蓋集。 （3）從網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)覆蓋的角度，利用節(jié)點(diǎn)協(xié)同策略，建立基于節(jié)點(diǎn)博弈的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)調(diào)度模型，形成網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)覆蓋策略。 研究結(jié)果表明，該文提出的覆蓋控制策略能以有效的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)去適應(yīng)復(fù)雜地形的覆蓋，并能均衡網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)能耗，故將這種策略應(yīng)用于實(shí)際復(fù)雜環(huán)境下的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題是可行的。
【關(guān)鍵詞】：海事傳感網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度 網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制 智能算法 博弈論
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U692-39;U675.79
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 海事監(jiān)控傳感網(wǎng)絡(luò)及其覆蓋問題9-22
• 1.1 研究背景9-13
• 1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀綜述9-10
• 1.1.2 船聯(lián)網(wǎng)及海事監(jiān)控傳感網(wǎng)絡(luò)研究課題現(xiàn)狀10-12
• 1.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制的研究12-13
• 1.2 海事監(jiān)控傳感網(wǎng)絡(luò)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 海事監(jiān)控傳感網(wǎng)絡(luò)的覆蓋控制問題13-14
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)在海事環(huán)境中的應(yīng)用14-15
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化方面15-18
• 1.2.4 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)同控制方面18
• 1.3 目前研究中存在的問題及研究的目的與意義18-19
• 1.4 本文的研究內(nèi)容19-20
• 1.5 本文的組織結(jié)構(gòu)及擬采取的技術(shù)路線圖20-21
• 1.6 小結(jié)21-22
• 第2章 基于群體智能算法的無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化方法22-27
• 2.1 群體智能優(yōu)化算法概述22
• 2.2 人工魚算法原理22-23
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)概率覆蓋模型23-24
• 2.4 基于群智能算法的無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化24-26
• 2.5 小結(jié)26-27
• 第3章 基于局部Voronoi 圖的傳感網(wǎng)絡(luò)部分區(qū)域最大覆蓋集優(yōu)化算法27-36
• 3.1 相關(guān)工作27-28
• 3.2 相關(guān)定義及問題描述28-30
• 3.2.1 問題描述28-29
• 3.2.2 相關(guān)定義29-30
• 3.3 基于局部 Voronoi 圖的α覆蓋最大覆蓋集求解算法30-33
• 3.3.1 局部 Voronoi 圖的劃分30-31
• 3.3.2 基于局部 Voronoi 圖的傳感網(wǎng)絡(luò)α覆蓋優(yōu)化算法31-32
• 3.3.3 最大覆蓋集求解過程32-33
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)及性能分析33-35
• 3.5 小結(jié)35-36
• 第4章 基于博弈論的海事監(jiān)控傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)同策略36-49
• 4.1 相關(guān)研究工作36-37
• 4.2 博弈論理論37-39
• 4.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)同機(jī)制39-43
• 4.3.1 節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)劃分機(jī)制39-42
• 4.3.2 節(jié)點(diǎn)的可信度42
• 4.3.3 節(jié)點(diǎn)的信息級別屬性42-43
• 4.4 基于博弈論的節(jié)點(diǎn)協(xié)同算法43-45
• 4.5 仿真分析45-48
• 4.6 小結(jié)48-49
• 第5章 總結(jié)49-51
• 5.1 研究的主要成果49
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)49-50
• 5.3 研究展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-57
• 致謝57-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研項(xiàng)目58-59

【參考文獻(xiàn)】

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10 司海飛;楊忠;王s

本文編號(hào)：874502