無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),通過對目標(biāo)區(qū)域的監(jiān)測將收集到的信息提交給監(jiān)測人員,由監(jiān)測人員對信息進行提取分析處理。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能量非常有限而且不能進行補充,在實際應(yīng)用中大多采取大規(guī)模的隨機部署策略保證網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測質(zhì)量,這樣便導(dǎo)致大量冗余節(jié)點的生成。所以在保證網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測質(zhì)量的前提下,在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域,怎樣更有效的利用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量是研究的焦點。通過閱讀和分析大量國內(nèi)外無線傳感器覆蓋問題相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,本文以節(jié)點位置信息為基礎(chǔ)將覆蓋區(qū)域劃分成網(wǎng)格提出了MBLG覆蓋模型。該模型通過對監(jiān)測區(qū)域進行劃分,并一一編號,使每一劃分區(qū)域與數(shù)字編碼相對應(yīng),將區(qū)域覆蓋問題轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)集合問題。再以MBLG模型為基礎(chǔ)結(jié)合分布式規(guī)劃算法形成一種新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)覆蓋算法。在以節(jié)約節(jié)點能量為前提的情況下,通過將每個節(jié)點在工作態(tài)和休眠態(tài)兩種狀態(tài)間進行轉(zhuǎn)換使網(wǎng)絡(luò)的工作壽命更長,并且在算法執(zhí)行過程當(dāng)中,設(shè)計間隔發(fā)送時間判斷標(biāo)準(zhǔn)使每個節(jié)點的剩余能量平均化,同樣為延長網(wǎng)絡(luò)壽命起到作用。最后從網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和網(wǎng)絡(luò)生存時間兩個不同角度考慮進行仿真實驗,仿真結(jié)果表... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧還擁有能量管理平臺等

圖 5.1 不同感知半徑所需節(jié)點數(shù)目Di Tian 在研究[16]中構(gòu)建了 Coverage-based on／off rule，這種算法有著非常高，該種算法實現(xiàn)的基礎(chǔ)就是分布式隨機部署節(jié)點，然后可以符合網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)一種算法，為了更好地評價本文提出的算法，對這兩種算法進行了比較，結(jié).2，其中藍色線代表本文所設(shè)計的基于 MBLG 模型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)覆生成一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的過程中工作節(jié)點數(shù)目所出現(xiàn)的變動狀況，橘黃色線具體overage-based on／off rule 算法在生成一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)過程中，工作節(jié)點數(shù)目所動狀況。根據(jù)圖 5.2 的實驗結(jié)果比較容易看出，當(dāng)初始無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目較少的這兩種算法所需要的工作節(jié)點數(shù)量基本相同，但是隨著節(jié)點數(shù)目的不斷增加提出的以 MBLG 模型為基礎(chǔ)的動態(tài)覆蓋算法優(yōu)勢體現(xiàn)了出來。在節(jié)點總數(shù)目個之后所需節(jié)點基本穩(wěn)定在 280 個左右，而 Coverage．based on／off rule 穩(wěn)定 300 個點左右。所以可以得到結(jié)論：在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形成本文提出的動態(tài)覆蓋算法可以在運用更少的工作節(jié)點的前提下來完成對監(jiān)測

圖 5.2 兩種網(wǎng)絡(luò)覆蓋所需節(jié)點數(shù)變化（2） 網(wǎng)絡(luò)生存時間模擬實驗該實驗的主要目的是讓研究者能夠更好的對無線傳感器動態(tài)覆蓋算法的性能，主要是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量消耗這一方面的優(yōu)勢。在應(yīng)用本文提出的算法的無網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)在感知階段的每個周期時長為 10s，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點每隔 0.5s 向網(wǎng)隔傳送大小為 2000bit 的信息，將基站定于網(wǎng)絡(luò)探測區(qū)域的左下角部分。傳感感知半徑為 10m，節(jié)點間的通信半徑為 20m，在網(wǎng)絡(luò)的感知時間段內(nèi)，所有多次傳遞信息，平均次數(shù)為 20 次�；谝陨蠗l件，在傳統(tǒng)的 Leach 協(xié)議中加動態(tài)覆蓋算法，就能夠得到新的 Leach 協(xié)議，通過該協(xié)議可以明確各個節(jié)點耗情況，具體列示為圖 5.3。圖中的藍色線是本文改進之后的 Leach 協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量消耗曲線圖，為普通 Leach 協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量消耗曲線圖。根據(jù)圖表可以看到，運用h 協(xié)議時，各個節(jié)點的平均能耗是非�？斓�，只需要 1500s，節(jié)點就基本會耗能量，而將本文設(shè)計的算法應(yīng)用于普通 leach 協(xié)議后再去執(zhí)行 leach 協(xié)議時，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種能量均衡的基于連通支配集的數(shù)據(jù)收集算法[J]. 奎曉燕,杜華坤,梁俊斌.  電子學(xué)報. 2013(08)



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