本文關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋面積求解方法研究

  更多相關文章： 無線傳感器網(wǎng)絡 覆蓋面積 蒙特卡洛方法 幾何方法

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡是一種用于監(jiān)測指定區(qū)域環(huán)境信息的自組織網(wǎng)絡,它通過在目標區(qū)域內(nèi)拋撒大量的嵌有傳感器的節(jié)點進行組網(wǎng)。由于傳感器節(jié)點電量容量有限,因此隨著網(wǎng)絡的長時間不斷運行,總會有一些節(jié)點因為能量耗盡而死掉,這時在網(wǎng)絡中就出現(xiàn)了覆蓋空洞。覆蓋空洞使得網(wǎng)絡的覆蓋面積產(chǎn)生變化,導致網(wǎng)絡的工作質(zhì)量下降。為了研究無線傳感器網(wǎng)絡中的路由、拓撲等信息對網(wǎng)絡健康運行的影響,計算網(wǎng)絡覆蓋面積就顯得尤為重要。本文針對無線傳感器網(wǎng)絡的二維圖形的覆蓋面積進行求解,分別研究了對于非邊界區(qū)域和邊界區(qū)域網(wǎng)絡覆蓋面積求解的方法,本文的研究內(nèi)容主要包括以下三個方面:1.提出了一種基于蒙特卡洛方法求解WSNs網(wǎng)絡覆蓋面積的算法。該算法以蒙特卡洛方法為基礎,根據(jù)將要求解的隨機問題的變化規(guī)律,構造一個符合目標問題的概率模型,依照該模型進行大量的統(tǒng)計試驗,使得到的統(tǒng)計結果即是待求問題的解。2.提出了一種基于幾何方法求解WSNs網(wǎng)絡覆蓋面積的算法。該算法對給定區(qū)域的圖形進行分解,將不規(guī)則的幾何圖形分解成若干個規(guī)則的圖形集合,并將這些規(guī)則圖形的面積相加求得最終的覆蓋面積。3.通過對幾何方法進行修改,本文提出了一種對邊界區(qū)域覆蓋面積進行求解的算法。該算法通過將邊界區(qū)域分成上下左右四部分,對每個部分進行分別計算,并將四個部分面積求和。4.在上述研究的基礎之上,設計并實現(xiàn)了一個用于實時監(jiān)控溫度,并對由實際節(jié)點組成的網(wǎng)絡的覆蓋率進行求解的系統(tǒng),以驗證之前提出的算法;并利用NS2平臺,對網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)量較大時網(wǎng)絡覆蓋率的情況進行仿真。
【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 覆蓋面積 蒙特卡洛方法 幾何方法
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題背景及研究的意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析9-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀分析9-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析11-12
• 1.3 本文的工作內(nèi)容與組織結構12-13
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡相關技術13-21
• 2.1 已知求解覆蓋面積方法研究13-15
• 2.2 ZigBee協(xié)議研究15-19
• 2.2.1 網(wǎng)絡層協(xié)議分析15-17
• 2.2.2 應用層協(xié)議分析17-19
• 2.3 NS2 仿真技術研究19-20
• 2.4 本章小結20-21
• 第3章 基于蒙特卡洛方法求解WSNs覆蓋面積21-31
• 3.1 多重覆蓋問題的求解方法研究21-24
• 3.2 CAMMC算法的基本原理24-26
• 3.3 CAMMC算法的實現(xiàn)26-28
• 3.4 CAMMC算法效率分析28-30
• 3.5 本章小結30-31
• 第4章 基于計算幾何方法求解WSNs覆蓋面積31-46
• 4.1 計算幾何方法求解問題思想研究31-33
• 4.2 非邊界區(qū)域覆蓋面積求解方法33-41
• 4.2.1 CG算法的設計與實現(xiàn)33-39
• 4.2.2 CG算法測試與分析39-41
• 4.3 邊界區(qū)域覆蓋面積求解方法41-45
• 4.3.1 算法的設計與實現(xiàn)41-44
• 4.3.2 算法測試與分析44-45
• 4.4 本章小結45-46
• 第5章 仿真系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)46-60
• 5.1 真實環(huán)境驗證系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)46-51
• 5.1.1 節(jié)點硬件組成47-48
• 5.1.2 匯聚節(jié)點軟件設計48-50
• 5.1.3 終端節(jié)點軟件設計50
• 5.1.4 上位機控制程序設計50-51
• 5.2 真實環(huán)境下驗證系統(tǒng)的測試與分析51-54
• 5.3 模擬網(wǎng)絡驗證系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)54-57
• 5.3.1 實驗參數(shù)配置54-55
• 5.3.2 仿真過程分析55-57
• 5.4 模擬節(jié)點仿真系統(tǒng)的結果與分析57-58
• 5.5 本章小結58-60
• 結論60-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果65-67
• 致謝67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉毅;;模擬退火遺傳算法對無線傳感器網(wǎng)絡部署研究[J];計算機仿真;2011年05期

2 王蕊;劉國枝;;基于魚群優(yōu)化算法的無線傳感器網(wǎng)絡部署[J];振動與沖擊;2009年02期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 施強;數(shù)值模擬方法若干問題的研究[D];浙江大學;2002年

2 崔文華;ZigBee協(xié)議棧的研究與實現(xiàn)[D];華東師范大學;2007年

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本文編號：1041263