隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科技的進(jìn)步,資源能源問(wèn)題日益嚴(yán)重,探索和發(fā)現(xiàn)新的能源變得尤為迫切。海洋作為占地球面積最廣泛的地表形態(tài)結(jié)構(gòu),對(duì)其研究也越來(lái)越受到重視。為了能夠更好的完成海洋目標(biāo)監(jiān)測(cè)以及信息獲取的任務(wù),使得水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSN)的成為研究熱點(diǎn)。水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署問(wèn)題是直接關(guān)系到它的通信帶寬、節(jié)點(diǎn)電能、分析計(jì)算能力等多種受限資源的優(yōu)化配置,也在較大程度的影響著其通信、監(jiān)視、感知等各種服務(wù)的質(zhì)量。首先,本文簡(jiǎn)介了水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景和意義,體系結(jié)構(gòu),介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并詳細(xì)敘述了UWSN部署的研究現(xiàn)狀。介紹了UWSN覆蓋方法的分類(lèi)和三類(lèi)感知模型,0-1感知模型、概率和有向感知模型,并重點(diǎn)介紹了概率感知模型。其次,研究了基于虛擬力的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署,通過(guò)網(wǎng)格劃分的方法來(lái)估算覆蓋率。再次,在遺傳算法的基礎(chǔ)上結(jié)合虛擬力方法,同時(shí)考慮目標(biāo)水域的能耗平均,研究了一種虛擬力導(dǎo)向遺傳算法的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡部署策略。構(gòu)建了節(jié)點(diǎn)的概率感知模型,通過(guò)網(wǎng)格劃分的方法估算覆蓋率,該策略通過(guò)遺傳算法來(lái)控制傳感器各節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)次數(shù)。另外,使用了半確定性部署方法與隨機(jī)部署的方法作對(duì)照,并嘗試使用謝菲爾德大學(xué)的遺傳算法工具箱,驗(yàn)證兩種不同遺傳算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能影響的異同之處。最后,定義了連通“度”的概念,并基于“度”,實(shí)驗(yàn)仿真了二維與三維環(huán)境下,水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)部署的各種情況進(jìn)行分析,減少了節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)次數(shù),節(jié)省了能量,延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生存期。在“度”的基礎(chǔ)之上,提出了水下三維傳感器網(wǎng)絡(luò)的分開(kāi)部署的策略,雖然沒(méi)有提高覆蓋率,但是易于實(shí)現(xiàn),能夠減少資金的投入,而且隨著科技進(jìn)步,亦可能是水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署發(fā)展的方向之一。另外,對(duì)本文的研究做了分析,并對(duì)以后的研究作出了展望。
【學(xué)位單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類(lèi)】：TP212.9;TN929.3

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本文編號(hào)：2825012