發(fā)布時間：2020-06-26 03:34

【摘要】：隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,無線傳感網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù),已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn),目前廣泛應(yīng)用于軍事、抗險(xiǎn)救災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生和空間探索等領(lǐng)域。覆蓋控制技術(shù)是無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ),覆蓋程度及連通狀況直接決定著網(wǎng)絡(luò)性能的好壞,同時對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、節(jié)點(diǎn)生存時間等關(guān)鍵因素也有著直接的影響。因此,對網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化和連通質(zhì)量提升的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文主要針對動態(tài)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化問題和自適應(yīng)連通的路徑選擇問題進(jìn)行了深入的研究。主要創(chuàng)新點(diǎn)如下:在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中,往往由于約束條件太少,使得網(wǎng)絡(luò)覆蓋率、節(jié)點(diǎn)移動能耗、連通度等網(wǎng)絡(luò)性能不能同時達(dá)到良好的狀態(tài)。本文在傳統(tǒng)虛擬力算法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于動態(tài)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化算法。首先,通過構(gòu)造未覆蓋網(wǎng)格函數(shù),獲得未被覆蓋網(wǎng)格的信息;其次,增加未覆蓋網(wǎng)格和邊界對節(jié)點(diǎn)的約束條件,改善傳感器節(jié)點(diǎn)之間的約束,并對網(wǎng)絡(luò)中存在不同狀態(tài)的障礙物給出具體的分析方法;最后,提出合力門限的概念,通過自適應(yīng)選擇合力門限的大小來實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的動態(tài)分布。仿真結(jié)果表明,該方法在保證連通度的基礎(chǔ)上,不但提高了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率,且節(jié)約了傳感器節(jié)點(diǎn)的移動能耗。在實(shí)際應(yīng)用中,由于某些外界因素會導(dǎo)致傳感器節(jié)點(diǎn)的大面積失效,使建成后的網(wǎng)絡(luò)連通度遭到破壞。針對這一問題,本文利用最小生成樹的理論,提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)分割的避障重連算法。首先,對分區(qū)之間的邊界傳感器進(jìn)行定義,尋找最短連接拓?fù)鋱D;其次,對第三章提出的障礙物模型給出具體的邊界節(jié)點(diǎn)激活方法,規(guī)劃避障重連路徑;最后,通過考慮中繼節(jié)點(diǎn)的移動能力,構(gòu)造中繼節(jié)點(diǎn)的消耗函數(shù),對中繼的數(shù)量和位置進(jìn)行選取,進(jìn)一步優(yōu)化避障重連路徑,完成分割網(wǎng)絡(luò)的重新連通。仿真結(jié)果表明,該方法總能選擇合適的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行移動,對重連路徑實(shí)現(xiàn)優(yōu)化,提高了連通成功率,降低了節(jié)點(diǎn)的移動能耗。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【圖文】：

算法節(jié)點(diǎn)數(shù)(c) OAVFA 算法下的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動軌跡圖 (d) 本文算法下節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡圖圖 3.4 不同算法下覆蓋率和移動能耗的比較本節(jié)通過對網(wǎng)絡(luò)覆蓋完成后冗余網(wǎng)格的計(jì)算，分析了兩種算法的冗余度，如表3.4 所示，每種結(jié)果為 10 次取值的平均值所得。從表中可知，當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)增加時，兩種算法的冗余網(wǎng)格都隨之增加，但本文算法的冗余網(wǎng)格總是略低于 OAVFA算法，表明本文算法具有較低的冗余度，在完成網(wǎng)絡(luò)覆蓋時，能使傳感器節(jié)點(diǎn)更加均勻的分布在網(wǎng)絡(luò)中。表 3.4 兩種算法的冗余網(wǎng)格對比冗余網(wǎng)格數(shù)20 30 40本文算法 517 2429 3948OAVFA 算法 874 2860 4346

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 王廣超;王振榮;楊軍;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制技術(shù)綜述[J];中國新通信;2015年02期

2 李文鋒;符修文;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)抗毀性[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2015年03期

3 李OzOz;李成海;李兵兵;趙勇軍;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其軍事應(yīng)用研究[J];飛航導(dǎo)彈;2012年09期

4 周運(yùn);詹華偉;;無線傳感網(wǎng)絡(luò)中有向性傳感節(jié)點(diǎn)的覆蓋問題[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2011年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張偉;面向精細(xì)農(nóng)業(yè)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2013年

本文編號：2729762