【摘要】：本學(xué)位論文的研究課題來源于國(guó)家自然科學(xué)基金"軟件定義傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重配置若干算法研究"(基金號(hào):61471164)。主要工作是對(duì)軟件定義傳感器網(wǎng)絡(luò)(SDSN,Software-DefinedSensorNetworks)的覆蓋優(yōu)化問題進(jìn)行研究,提出了基于Voronoi圖的覆蓋優(yōu)化算法和基于節(jié)點(diǎn)剩余能量的覆蓋優(yōu)化算法。對(duì)于基于Voronoi圖的覆蓋優(yōu)化算法,首先設(shè)計(jì)了極小化極大半徑算法(MRA,MinimaxRadiusAlgorithm),在保證目標(biāo)區(qū)域全覆蓋的基礎(chǔ)上,盡可能地縮小節(jié)點(diǎn)的感知半徑。其次設(shè)計(jì)了休眠算法(SLA,SLeeping-based Algorithm),在不產(chǎn)生新的覆蓋空洞的前提下,設(shè)置盡可能多的節(jié)點(diǎn)的工作模式為休眠。然后結(jié)合了 MRA與SLA兩者的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了極小化極大半徑和休眠算法(MSA,Minimax radius and Sleeping-based Algorithm)和基于休眠和極小化極大半徑算法(SMA,Sleeping-based and Minimax radius Algorithm),采用縮小節(jié)點(diǎn)感知半徑和使節(jié)點(diǎn)休眠的方法盡可能地增加網(wǎng)絡(luò)的工作效率。對(duì)于基于節(jié)點(diǎn)剩余能量的覆蓋優(yōu)化算法,根據(jù)Delaunay三角剖分,設(shè)計(jì)了一種基于節(jié)點(diǎn)剩余能量的半徑優(yōu)化分配方法,在保證目標(biāo)區(qū)域全覆蓋的前提下,均衡網(wǎng)絡(luò)能量分布。最后,分別運(yùn)用仿真工具對(duì)所提的兩種覆蓋優(yōu)化算法進(jìn)行了分析,仿真結(jié)果表明兩種算法均能減少網(wǎng)絡(luò)的能量消耗,隨著目標(biāo)區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加,兩種算法減少的網(wǎng)絡(luò)能量消耗比例也增加。本論文共分為五章,主要包含以下內(nèi)容。第一章介紹了課題研究背景以及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,闡明研究課題的意義和用途,同時(shí)簡(jiǎn)要介紹主要研究工作及具體章節(jié)安排。第二章首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Networks)的概念和特點(diǎn),引出軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN,Software-Defined Networks)的概念并簡(jiǎn)要介紹了 SDN體系結(jié)構(gòu)和SDN控制器,闡述了 OpenFlow的工作原理。然后結(jié)合WSN與SDN引出SDSN的概念。最后簡(jiǎn)要介紹了 SDN其它相關(guān)應(yīng)用。第三章以SDSN為應(yīng)用場(chǎng)景,根據(jù)幾何里面Voronoi圖的概念設(shè)計(jì)了 MRA、SLA、MSA和SMA,在保持目標(biāo)區(qū)域全覆蓋的前提下,盡可能減少網(wǎng)絡(luò)的能量消耗并運(yùn)用仿真工具驗(yàn)證了算法的有效性。第四章根據(jù)不同節(jié)點(diǎn)具有不同的剩余能量,將Delaunay三角剖分的概念引入SDSN覆蓋優(yōu)化算法之中,計(jì)算節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)感知半徑分配方法并通過仿真工具分析該方法的有效性。第五章對(duì)學(xué)位論文的主要工作進(jìn)行了總結(jié),對(duì)下一步研究工作進(jìn)行了展望。
[Abstract]:The research of this dissertation comes from the National Natural Science Foundation of China, "Research on several algorithms for Network reconfiguration of Software Definitions Sensor Networks" (Fund No.: 61471164). The main work of this paper is to study the coverage optimization of software defined sensor networks (SDSN,Software-DefinedSensorNetworks). A coverage optimization algorithm based on Voronoi graph and a coverage optimization algorithm based on residual energy of nodes are proposed. For the coverage optimization algorithm based on Voronoi graph, the minimum maximum radius algorithm (MRA,MinimaxRadiusAlgorithm) is first designed to minimize the perceived radius of nodes on the basis of ensuring the full coverage of the target area. Secondly, we design a sleep algorithm (SLA,SLeeping-based Algorithm), which sets as many nodes as possible to sleep without generating new overlay holes. Then combined with the characteristics of MRA and SLA, The minimum radius and sleep algorithm (MSA,Minimax radius and Sleeping-based Algorithm) and the algorithm based on sleep and minimization maximum radius (SMA,Sleeping-based and Minimax radius Algorithm),) are designed to increase the efficiency of the network as much as possible by reducing the perceived radius of the nodes and enabling the nodes to sleep. For the coverage optimization algorithm based on the residual energy of nodes, according to the Delaunay triangulation, a radius optimal allocation method based on the residual energy of the nodes is designed, which can balance the energy distribution of the network on the premise of ensuring the full coverage of the target area. Finally, the simulation tools are used to analyze the proposed two coverage optimization algorithms. The simulation results show that the two algorithms can reduce the energy consumption of the network, with the increase of the number of nodes in the target area. The ratio of network energy consumption reduced by the two algorithms is also increased. This paper is divided into five chapters, mainly including the following content. The first chapter introduces the background of the research and the development situation at home and abroad, clarifies the significance and use of the research, and briefly introduces the main research work and specific chapter arrangement. The second chapter introduces the concept and characteristics of Wireless Sensor Network (WSN,Wireless Sensor Networks), introduces the concept of Software definition Network (SDN,Software-Defined Networks), briefly introduces the SDN architecture and SDN controller, and expounds the working principle of OpenFlow. Then the concept of SDSN is introduced by combining WSN with SDN. Finally, other related applications of SDN are briefly introduced. In chapter 3, using SDSN as the application scene, according to the concept of Voronoi graph in geometry, we design MRA,SLA,MSA and SMA, to reduce the energy consumption of the network while keeping the full coverage of the target area, and use simulation tools to verify the effectiveness of the algorithm. In chapter 4, according to the different residual energy of different nodes, the concept of Delaunay triangulation is introduced into the SDSN coverage optimization algorithm, and the optimal perceptual radius allocation method of nodes is calculated, and the effectiveness of the method is analyzed by simulation tools. The fifth chapter summarizes the main work of the dissertation and looks forward to the next research work.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 安暉;;從“世界定義軟件”穩(wěn)穩(wěn)做起[J];軟件和信息服務(wù);2013年11期

2 郭嘉凱;;軟件定義存儲(chǔ):將用戶從硬件綁定中解放[J];軟件和信息服務(wù);2014年05期

3 章必雄;基于軟件定義的多模式無線網(wǎng)絡(luò)[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(信息與管理工程版);2005年02期

4 Ron Harrison;;通訊測(cè)量無國(guó)界 軟件定義測(cè)試平臺(tái)后勢(shì)看漲[J];電子測(cè)試;2006年11期

5 袁航;;軟件定義負(fù)載均衡[J];軟件和信息服務(wù);2014年02期

6 王偉;;趨勢(shì)之七 金融業(yè)“軟件定義”濫觴期[J];金融電子化;2014年03期

7 王叢;;軟件定義存儲(chǔ)市場(chǎng)趨勢(shì)[J];電腦與電信;2014年06期

8 王叢;;軟件定義存儲(chǔ)價(jià)值[J];電腦與電信;2014年06期

9 王叢;;如何評(píng)估軟件定義存儲(chǔ)[J];電腦與電信;2014年06期

10 翁繼東;;軟件定義網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)研究[J];電子技術(shù)與軟件工程;2014年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 王加瑩;;軟件定義OTN軟件定義網(wǎng)絡(luò)[A];OFweek寬帶通信與物聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 何寶宏;軟件定義的世界[N];人民郵電;2012年

2 本報(bào)記者 郭平;網(wǎng)絡(luò)向軟件定義融合演進(jìn)[N];計(jì)算機(jī)世界;2012年

3 鄧光青;軟件定義網(wǎng)絡(luò)風(fēng)頭正勁[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2013年

4 本報(bào)記者 郭濤;軟件定義存儲(chǔ)：市場(chǎng)“二八”開[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2013年

5 本報(bào)記者 郭濤 策劃;軟件定義未來[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2013年

6 本報(bào)記者 李旭陽;軟件定義汽車[N];計(jì)算機(jī)世界;2013年

7 梁敏;軟件定義時(shí)代來臨[N];電腦報(bào);2013年

8 本報(bào)記者 劉春輝;全面的虛擬化是實(shí)現(xiàn)“軟件定義”的重要基石[N];人民郵電;2013年

9 本報(bào)記者 郭濤;軟件定義存儲(chǔ)也要“打假”[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2014年

10 沈建苗　編譯;軟件定義存儲(chǔ),你準(zhǔn)備好了嗎？[N];計(jì)算機(jī)世界;2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 李索恒;軟件定義網(wǎng)絡(luò)中多媒體傳輸路由及緩存算法研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

2 肖鵬;數(shù)據(jù)中心下軟件定義網(wǎng)絡(luò)的部署及應(yīng)用[D];大連海事大學(xué);2016年

3 唐思圓;軟件定義網(wǎng)絡(luò)中資源高效的多播傳輸研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

4 王軍鋒;軟件定義物聯(lián)網(wǎng)路由研究[D];華中科技大學(xué);2016年

5 楊恩眾;軟件定義多媒體組播系統(tǒng)與傳輸策略研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

6 林萍萍;軟件定義網(wǎng)的東西向?qū)Φ然ヂ?lián)機(jī)制研究[D];清華大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 吳慶彪;軟件定義網(wǎng)絡(luò)Web認(rèn)證與訪問控制技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 羅雨佳;一種內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的通用架構(gòu)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 陳實(shí);云計(jì)算中基于多租戶的策略驅(qū)動(dòng)型軟件定義網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 袁建明;基于SDN的ICN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[D];云南財(cái)經(jīng)大學(xué);2015年

5 李澤旺;軟件定義一體化網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

6 馬俊青;面向軟件定義網(wǎng)絡(luò)的流量分析與識(shí)別技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

7 黃錦松;軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

8 王小威;軟件定義移動(dòng)自組網(wǎng)技術(shù)及原型設(shè)計(jì)[D];南京郵電大學(xué);2015年

9 李杰;云環(huán)境下一種基于軟件定義安全服務(wù)的入侵檢測(cè)算法研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

10 趙坤;軟件定義網(wǎng)配置一致性研究[D];清華大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2283722