本文關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡中路徑覆蓋問題的研究

  更多相關文章： 無線傳感器網(wǎng)絡 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(Wireless Sensor Networks,WSNs)是由大量的計算、存儲、通信能力有限的傳感器節(jié)點構成的網(wǎng)絡,能感知、采集及檢測監(jiān)測區(qū)域中目標的各種信息,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一步的分析,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等領域有著廣泛的應用。覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡的一個基本問題。覆蓋強度是衡量無線傳感器網(wǎng)絡服務質量的一個重要指標,反映了傳感器網(wǎng)絡提供的“感知”服務質量。在覆蓋問題中,路徑覆蓋問題關注的是分析已有覆蓋的性能,目的是至少找到一條從源點和目的點的路徑。近年來,許多學者圍繞路徑覆蓋這一課題進行了深入的研究。但是,很少有學者研究如何為目標求得能夠避開移動傳感器節(jié)點的安全穿越路徑或者為目標求得穿越時間受限的路徑。本文針對以上不足,做了如下工作:(1)本文從被監(jiān)測的目標角度出發(fā),研究了移動無線傳感器網(wǎng)絡中目標如何避開移動傳感器節(jié)點并安全穿越的問題。當目標穿越移動無線傳感器網(wǎng)絡時,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避開移動傳感器節(jié)點。因此,本文為目標建立了一種穿越模型,并提出了三種構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,計算Voronoi邊的暴露度,并分別結合切線和回退機制,使目標實現(xiàn)避開移動傳感器節(jié)點的最佳穿越。實驗結果表明,本文提出的算法解決了目標避開移動傳感器節(jié)點的安全穿越問題,且目標的速度越快(移動傳感器節(jié)點速度越慢),目標越容易避開移動傳感器節(jié)點。(2)研究了無線傳感器網(wǎng)絡中受到時間限制的目標如何穿越網(wǎng)絡的問題。在許多應用中(如:運送救援物資),目標必須考慮穿越的時間。當目標穿越無線傳感器網(wǎng)絡的時間受到限制時,現(xiàn)有的穿越算法不能保證目標在時間限制內(nèi)穿越網(wǎng)絡。因此,本文提出了四種構造時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,計算Delaunay三角剖分邊的支持值,并分別結合預估、壓縮和拉伸機制,使目標實現(xiàn)滿足時間限制的最佳穿越。實驗結果表明,本文提出的算法解決了目標受到時間限制的穿越問題,且當目標以恒定的速度穿越時,時間限制值越大,選取的路徑支持值越小。綜上所述,本文以提高覆蓋質量為目標研究了路徑覆蓋問題,對路徑覆蓋問題的研究具有重要的理論意義和應用價值。
【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 暴露度 支持值 最小暴露度路徑 支持路徑
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 關于無線傳感器網(wǎng)絡的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 關于路徑覆蓋問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15
• 1.4 本文組織結構15-17
• 第二章 相關知識17-32
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡概述17-21
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念17-19
• 2.1.2 無線傳感器節(jié)點的特征19-21
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋問題相關概述21-27
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋感知模型21-25
• 2.2.2 覆蓋分類25-27
• 2.3 計算幾何相關知識27-31
• 2.3.1 Voronoi圖及構造方法27-29
• 2.3.2 Delaunay三角剖分圖及構造方法29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 移動無線傳感器網(wǎng)絡中最小暴露度路徑的構造算法32-49
• 3.1 引言32
• 3.2 相關工作32-34
• 3.3 預備知識34-37
• 3.4 最小暴露度路徑的構造算法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 用預測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 仿真實驗46-48
• 3.7 本章小結48-49
• 第四章 無線傳感器網(wǎng)絡中時間受限的支持路徑的構造算法49-68
• 4.1 引言49
• 4.2 相關工作49-50
• 4.3 預備知識50-52
• 4.4 時間受限的支持路徑的構造算法52-63
• 4.4.1 用單向預估法求解時間受限的支持路徑問題52-55
• 4.4.2 用雙向預估法求解時間受限的支持路徑問題55-58
• 4.4.3 用拉伸法求解時間受限的支持路徑問題58-60
• 4.4.4 用壓縮法求解時間受限的支持路徑問題60-63
• 4.5 理論分析63-64
• 4.6 仿真實驗64-66
• 4.7 本章小結66-68
• 第五章 總結與展望68-70
• 5.1 總結68
• 5.2 展望68-70
• 參考文獻70-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參與的科研項目77-78
• 致謝78-79

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