發(fā)布時(shí)間：2017-09-05 04:04

  本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中路徑覆蓋問題的研究

  更多相關(guān)文章： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 暴露度 支持值 最小暴露度路徑 支持路徑

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSNs)是由大量的計(jì)算、存儲(chǔ)、通信能力有限的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),能感知、采集及檢測(cè)監(jiān)測(cè)區(qū)域中目標(biāo)的各種信息,并將處理后的信息通過單跳或者多跳的策略回傳基站并由其做進(jìn)一步的分析,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本問題。覆蓋強(qiáng)度是衡量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),反映了傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的“感知”服務(wù)質(zhì)量。在覆蓋問題中,路徑覆蓋問題關(guān)注的是分析已有覆蓋的性能,目的是至少找到一條從源點(diǎn)和目的點(diǎn)的路徑。近年來,許多學(xué)者圍繞路徑覆蓋這一課題進(jìn)行了深入的研究。但是,很少有學(xué)者研究如何為目標(biāo)求得能夠避開移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的安全穿越路徑或者為目標(biāo)求得穿越時(shí)間受限的路徑。本文針對(duì)以上不足,做了如下工作:(1)本文從被監(jiān)測(cè)的目標(biāo)角度出發(fā),研究了移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)如何避開移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)并安全穿越的問題。當(dāng)目標(biāo)穿越移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí),現(xiàn)有利用廣度優(yōu)先搜索(Breadth First Search,BFS)的穿越算法不能保證目標(biāo)避開移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)。因此,本文為目標(biāo)建立了一種穿越模型,并提出了三種構(gòu)造最小暴露度路徑的算法。這三種算法均使用Voronoi圖將連續(xù)路徑問題離散化,計(jì)算Voronoi邊的暴露度,并分別結(jié)合切線和回退機(jī)制,使目標(biāo)實(shí)現(xiàn)避開移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的最佳穿越。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法解決了目標(biāo)避開移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的安全穿越問題,且目標(biāo)的速度越快(移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)速度越慢),目標(biāo)越容易避開移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)。(2)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中受到時(shí)間限制的目標(biāo)如何穿越網(wǎng)絡(luò)的問題。在許多應(yīng)用中(如:運(yùn)送救援物資),目標(biāo)必須考慮穿越的時(shí)間。當(dāng)目標(biāo)穿越無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間受到限制時(shí),現(xiàn)有的穿越算法不能保證目標(biāo)在時(shí)間限制內(nèi)穿越網(wǎng)絡(luò)。因此,本文提出了四種構(gòu)造時(shí)間受限的支持路徑的算法。算法利用Delaunay三角剖分圖將連續(xù)路徑問題離散化,計(jì)算Delaunay三角剖分邊的支持值,并分別結(jié)合預(yù)估、壓縮和拉伸機(jī)制,使目標(biāo)實(shí)現(xiàn)滿足時(shí)間限制的最佳穿越。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法解決了目標(biāo)受到時(shí)間限制的穿越問題,且當(dāng)目標(biāo)以恒定的速度穿越時(shí),時(shí)間限制值越大,選取的路徑支持值越小。綜上所述,本文以提高覆蓋質(zhì)量為目標(biāo)研究了路徑覆蓋問題,對(duì)路徑覆蓋問題的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 暴露度 支持值 最小暴露度路徑 支持路徑
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 關(guān)于路徑覆蓋問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 相關(guān)知識(shí)17-32
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述17-21
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念17-19
• 2.1.2 無線傳感器節(jié)點(diǎn)的特征19-21
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題相關(guān)概述21-27
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋感知模型21-25
• 2.2.2 覆蓋分類25-27
• 2.3 計(jì)算幾何相關(guān)知識(shí)27-31
• 2.3.1 Voronoi圖及構(gòu)造方法27-29
• 2.3.2 Delaunay三角剖分圖及構(gòu)造方法29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最小暴露度路徑的構(gòu)造算法32-49
• 3.1 引言32
• 3.2 相關(guān)工作32-34
• 3.3 預(yù)備知識(shí)34-37
• 3.4 最小暴露度路徑的構(gòu)造算法37-44
• 3.4.1 用暴力法求解最小暴露度路徑問題37-39
• 3.4.2 用預(yù)測(cè)法求解最小暴露度路徑問題39-41
• 3.4.3 用局部調(diào)整法求解最小暴露度路徑問題41-44
• 3.5 理論分析44-46
• 3.6 仿真實(shí)驗(yàn)46-48
• 3.7 本章小結(jié)48-49
• 第四章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間受限的支持路徑的構(gòu)造算法49-68
• 4.1 引言49
• 4.2 相關(guān)工作49-50
• 4.3 預(yù)備知識(shí)50-52
• 4.4 時(shí)間受限的支持路徑的構(gòu)造算法52-63
• 4.4.1 用單向預(yù)估法求解時(shí)間受限的支持路徑問題52-55
• 4.4.2 用雙向預(yù)估法求解時(shí)間受限的支持路徑問題55-58
• 4.4.3 用拉伸法求解時(shí)間受限的支持路徑問題58-60
• 4.4.4 用壓縮法求解時(shí)間受限的支持路徑問題60-63
• 4.5 理論分析63-64
• 4.6 仿真實(shí)驗(yàn)64-66
• 4.7 本章小結(jié)66-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 總結(jié)68
• 5.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和參與的科研項(xiàng)目77-78
• 致謝78-79

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