無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)淇刂扑惴ǖ难芯?/H1>

發(fā)布時(shí)間：2017-07-30 14:25

  本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)淇刂扑惴ǖ难芯?/strong>

  更多相關(guān)文章： 元胞自動(dòng)機(jī) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)淇刂?/b>

【摘要】：無線傳感網(wǎng)[1]的應(yīng)用日益廣泛，本文在眾多學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，分別對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，同時(shí)還對(duì)現(xiàn)今受關(guān)注度比較高的新穎模型——元胞自動(dòng)機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)和元胞自動(dòng)機(jī)的相似特性，將元胞自動(dòng)機(jī)應(yīng)用于模擬無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)整體行為受到眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)注。 本文闡述了傳統(tǒng)的分簇拓?fù)淇刂扑惴ǖ谋锥耍瑫r(shí)介紹了非分簇的拓?fù)淇刂扑惴–ATCA。CATCA算法雖然對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信方式、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)及節(jié)點(diǎn)能量這三個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化，但是其未考慮到當(dāng)節(jié)點(diǎn)同時(shí)滿足能量和標(biāo)志值時(shí)狀態(tài)的改變。在此基礎(chǔ)上，本文提出了改進(jìn)后的拓?fù)淇刂扑惴∟CATCA，該算法在算法CATCA基礎(chǔ)上對(duì)每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)添加了活動(dòng)鄰居節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器，用來在每個(gè)時(shí)步內(nèi)統(tǒng)計(jì)中心節(jié)點(diǎn)周圍鄰居節(jié)點(diǎn)中活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，為節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的更改做準(zhǔn)備，同時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)的能量計(jì)算重新進(jìn)行了定義，并給出了計(jì)算公式，該公式更均衡的考慮到兩種狀態(tài)節(jié)點(diǎn)之間通信的能耗。這樣，在每次激活休眠節(jié)點(diǎn)時(shí)不僅僅根據(jù)元胞自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)更新規(guī)則，同時(shí)兼顧節(jié)點(diǎn)自身剩余能量，從而更好的延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)時(shí)間。 本文還研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議，無線傳感網(wǎng)的拓?fù)渚S護(hù)基本思想都是通過一定的調(diào)度機(jī)制將當(dāng)前時(shí)步未參與到網(wǎng)絡(luò)通信活動(dòng)中的節(jié)點(diǎn)置于休眠狀態(tài)，并周期性的將其喚醒，同時(shí)將活動(dòng)節(jié)點(diǎn)置為休眠狀態(tài)，來達(dá)到節(jié)能的目的。在分析了傳統(tǒng)的拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議基礎(chǔ)上，提出了基于元胞自動(dòng)機(jī)的拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議BCATCM，該協(xié)議將拓?fù)渚S護(hù)過程分為4個(gè)階段進(jìn)行，并給出了每個(gè)階段的構(gòu)建過程及詳細(xì)描述，另外本文還將數(shù)學(xué)理論中的泰森多邊形應(yīng)用到無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)建出來的虛擬多邊形，通過泰森多邊形的性質(zhì)來判斷相鄰節(jié)點(diǎn)之間是否是通信可達(dá)的，此外在拓?fù)渚S護(hù)過程中，將元胞自動(dòng)機(jī)模型與此理論結(jié)合，在整個(gè)拓?fù)渚S護(hù)構(gòu)建過程中，能更均衡的選擇節(jié)點(diǎn)來延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。 另外，本文將無線傳感網(wǎng)絡(luò)中傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)功率控制技術(shù)和元胞自動(dòng)機(jī)模型結(jié)合在一起，提出了基于元胞自動(dòng)機(jī)的功率控制算法PCBCA，該算法以中心節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目作為計(jì)算中心節(jié)點(diǎn)發(fā)射半徑的核心依據(jù)，隨著鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)目變化，動(dòng)態(tài)的調(diào)整中心節(jié)點(diǎn)的發(fā)射半徑，同時(shí)根據(jù)元胞自動(dòng)機(jī)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)更新規(guī)則及節(jié)點(diǎn)自身剩余能量的判定將冗余覆蓋的節(jié)點(diǎn)置為休眠狀態(tài)，來達(dá)到節(jié)能和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期的目的。 本文最后分別對(duì)這三個(gè)算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)M，從節(jié)點(diǎn)能量損耗、網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)覆蓋度、網(wǎng)絡(luò)中存活節(jié)點(diǎn)數(shù)量隨時(shí)間變化關(guān)系等方面與現(xiàn)存算法進(jìn)行了對(duì)比，并以實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)為依據(jù)，，說明這些算法在相應(yīng)性能指標(biāo)上取得的優(yōu)化，提高了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)性能。
【關(guān)鍵詞】：元胞自動(dòng)機(jī) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)淇刂?/strong>
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景11
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介11-15
• 1.2.1 無線傳感器的發(fā)展史12
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)12-13
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能13
• 1.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用13-14
• 1.2.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 元胞自動(dòng)機(jī)理論15-18
• 1.3.1 元胞自動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介15
• 1.3.2 元胞自動(dòng)機(jī)的特征15-16
• 1.3.3 元胞自動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)16-17
• 1.3.4 元胞自動(dòng)機(jī)發(fā)展史17-18
• 1.3.5 元胞自動(dòng)機(jī)的應(yīng)用18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 1.5 本文的組織結(jié)構(gòu)19-20
• 第2章 基于 CA 的拓?fù)淇刂扑惴?NCATCA20-31
• 2.1 拓?fù)淇刂苹A(chǔ)20-21
• 2.1.1 拓?fù)淇刂浦匾?/span>20
• 2.1.2 拓?fù)淇刂七^程20-21
• 2.1.3 拓?fù)淇刂蒲芯糠诸?/span>21
• 2.2 現(xiàn)有的拓?fù)淇刂扑惴?/span>21-25
• 2.2.1 拓?fù)淇刂扑惴ㄐ阅艿脑u(píng)價(jià)指標(biāo)22
• 2.2.2 傳統(tǒng)的分簇拓?fù)淇刂扑惴ǖ谋锥?/span>22-23
• 2.2.3 基于 CA 的無線傳感網(wǎng)拓?fù)淇刂?/span>23
• 2.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的元胞自動(dòng)機(jī)模型23-24
• 2.2.5 非分簇的拓?fù)淇刂品椒?/span>24-25
• 2.3 基于 CA 的改進(jìn)拓?fù)淇刂扑惴?NCATCA25-29
• 2.3.1 相關(guān)定義25-26
• 2.3.2 算法的改進(jìn)過程26-29
• 2.4 NCATCA 算法流程29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于元胞自動(dòng)機(jī)的拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議 BCATCM31-40
• 3.1 拓?fù)渚S護(hù)基礎(chǔ)31-34
• 3.1.1 傳統(tǒng)的拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議31
• 3.1.2 拓?fù)渚S護(hù)設(shè)計(jì)目標(biāo)31-32
• 3.1.3 拓?fù)渚S護(hù)模型32-34
• 3.2 拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議-BCATCM34-39
• 3.2.1 相關(guān)定義34-36
• 3.2.2 節(jié)點(diǎn)可達(dá)判斷36
• 3.2.3 節(jié)點(diǎn)信息收集36-37
• 3.2.4 拓?fù)錁?gòu)建37-38
• 3.2.5 拓?fù)渚S護(hù)38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于元胞自動(dòng)機(jī)的功率控制算法 PCBCA40-47
• 4.1 相關(guān)模型40-41
• 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型40
• 4.1.2 能耗模型40-41
• 4.2 算法描述41-43
• 4.2.1 相關(guān)定義41
• 4.2.2 計(jì)算能耗41
• 4.2.3 確定功率41-42
• 4.2.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)換42-43
• 4.3 算法流程43-46
• 4.3.1 能耗計(jì)算流程43-44
• 4.3.2 確定功率流程44-45
• 4.3.3 狀態(tài)調(diào)整流程45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 實(shí)驗(yàn)?zāi)M47-55
• 5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及初始設(shè)置47
• 5.2 NCATCA 算法47-49
• 5.3 BCATCM 算法49-53
• 5.4 PCBCA 算法53-55
• 第6章 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 總結(jié)55-56
• 6.2 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果60-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王睿;梁彥;潘泉;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蟻群自組織算法[J];電子學(xué)報(bào);2007年09期

2 張文鑄;劉佳;張林;袁堅(jiān);山秀明;;無線傳感網(wǎng)絡(luò)的非分簇拓?fù)淇刂品椒ㄑ芯縖J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2010年02期

3 康一梅;李志軍;胡江;董吉昌;;一種低能耗層次型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴╗J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2010年04期

4 魏永紅;李孝忠;;分簇及局部?jī)?yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴╗J];天津科技大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

本文編號(hào)：594669

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