【摘要】：無(wú)線傳感網(wǎng)為大部分實(shí)用的智能應(yīng)用提供了強(qiáng)大的平臺(tái)。因傳感網(wǎng)部署時(shí)節(jié)點(diǎn)分布不均、能量消耗不平衡而出現(xiàn)的覆蓋盲區(qū),對(duì)傳感網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)構(gòu)成了極大挑戰(zhàn)。服務(wù)質(zhì)量具體考量了傳感網(wǎng)的覆蓋范圍,能量,連接性和壽命。目前應(yīng)用的移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)可以提高傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)有限資源的利用效率,為應(yīng)對(duì)傳感網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的挑戰(zhàn)提供了新的視角�；贛EC和可信信息覆蓋模型,本文重點(diǎn)研究如何解決移動(dòng)邊緣節(jié)點(diǎn)的調(diào)度問(wèn)題,確保可信信息覆蓋盲區(qū)的修復(fù),算法目標(biāo)在于最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期并同時(shí)保證傳感網(wǎng)的連通性。針對(duì)覆蓋盲區(qū)修復(fù)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了均衡節(jié)點(diǎn)能耗的修復(fù)算法,其為一種節(jié)點(diǎn)調(diào)度算法,在平衡各節(jié)點(diǎn)能耗的同時(shí)能自適應(yīng)傳感區(qū)域中障礙物的存在并移動(dòng)。算法為每個(gè)可信信息覆蓋盲區(qū)設(shè)定一個(gè)邊界閾值來(lái)限制其能匹配的移動(dòng)節(jié)點(diǎn),同時(shí)使用合理的競(jìng)爭(zhēng)匹配機(jī)制重復(fù)更新覆蓋盲區(qū)的邊界閾值,從而避免節(jié)點(diǎn)移動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng),各節(jié)點(diǎn)能耗相差過(guò)大。針對(duì)傳感區(qū)域中存在的障礙物,選擇使用Dijkstra算法求解節(jié)點(diǎn)繞過(guò)障礙物派遣的最短路徑。為保證傳感網(wǎng)的連通性,算法遞歸地在構(gòu)造的無(wú)向圖上執(zhí)行廣度優(yōu)先搜索(BFS)查找所有斷開(kāi)連接的子圖,并派遣移動(dòng)邊緣節(jié)點(diǎn)連接兩相距最近的未連通子圖,直至傳感網(wǎng)絡(luò)連接。本文第四章通過(guò)對(duì)本文平衡能量消耗算法與圓盤模型下的平衡算法,可信信息覆蓋下的貪婪算法、隨機(jī)算法的對(duì)比仿真,驗(yàn)證本文算法有著更優(yōu)的性能體現(xiàn)。對(duì)于傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)壽命,我們從靜止節(jié)點(diǎn)數(shù)目、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目、感測(cè)區(qū)域大小、RMSE閾值大小不同四種情況進(jìn)行仿真,發(fā)現(xiàn)可信信息覆蓋下的平衡算法對(duì)比另三種算法,均有著一定的優(yōu)越性;對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能耗維度的仿真,可信信息覆蓋下的平衡算法在節(jié)點(diǎn)能耗標(biāo)準(zhǔn)差方面比另三種算法更小,節(jié)點(diǎn)能耗更均衡,從而延長(zhǎng)了傳感網(wǎng)整體壽命,達(dá)到預(yù)期目的。
【圖文】：

尾端是可以感知和采集監(jiān)控區(qū)域內(nèi)目標(biāo)對(duì)象有效信息的傳感器。WSN 傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線方式通信形成一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，因此其網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，設(shè)備位置可隨時(shí)更改。由于物聯(lián)網(wǎng)的魯棒性好、擴(kuò)展性強(qiáng)，及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)，，其被廣泛應(yīng)用于各個(gè)智能化場(chǎng)景。在實(shí)際布置 WSN 時(shí)，考慮到覆蓋、能量、網(wǎng)絡(luò)連接性及網(wǎng)絡(luò)壽命，其服務(wù)質(zhì)量（quality of service，QoS）有兩個(gè)關(guān)鍵因素：其一，大多數(shù)商業(yè)傳感器節(jié)點(diǎn)由能量有限的電源提供能量，被用于節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)計(jì)算及節(jié)點(diǎn)通信，將會(huì)嚴(yán)重影響到 WSN 的 QoS.；其二，在某些情況下，節(jié)點(diǎn)布置在環(huán)境惡劣，于工作人員危險(xiǎn)的特殊環(huán)境中，這些特殊環(huán)境限制了傳感器節(jié)點(diǎn)的布置，因此通常會(huì)通過(guò)無(wú)人機(jī)等飛行器將傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)布置在待監(jiān)測(cè)區(qū)域（Field of Interest，F(xiàn)OI）。節(jié)點(diǎn)布置后，將對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)環(huán)境變量信息進(jìn)行采集、處理，然后傳送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)傳遞給基站，最終用戶得到所需環(huán)境變量的信息[1][2]。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.1。

圖 1.2 圓盤覆蓋模型和可變感測(cè)范圍圓盤模型示意圖 布爾扇形覆蓋模型圖 1.3 布爾扇形覆蓋模型布爾扇區(qū)覆蓋模型(有時(shí)稱為扇區(qū)模型)也屬于布爾覆蓋模型,其靈感可能來(lái)自于定向攝像機(jī)。圖1.3便展示了這樣一個(gè)扇形模型，此扇區(qū)模型的覆蓋函數(shù)由式(1-4)
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

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本文編號(hào)：2670109