水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署研究
本文關(guān)鍵詞:水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Underwater Wireless Sensor Networks, UWSNs)由于其廣泛的應(yīng)用而引起了世界各國(guó)的重視。不同于陸地傳感器網(wǎng)絡(luò),水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)首先是一個(gè)三維的網(wǎng)絡(luò),而且在水下,存在聲通信帶寬窄、傳輸延時(shí)大、節(jié)點(diǎn)能量有限等特點(diǎn),另外,水下的環(huán)境非常復(fù)雜,這些都給節(jié)點(diǎn)部署帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在這篇論文中,主要進(jìn)行了三大塊的工作,首先總結(jié)分析傳感器節(jié)點(diǎn)的感知模型,并對(duì)國(guó)內(nèi)外的水下無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)部署算法進(jìn)行大量的系統(tǒng)分析研究。接著提出了一種結(jié)合泰森多邊形和狄洛尼三角法的基于深度調(diào)節(jié)的水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署方案,該方案的主要目標(biāo)能夠完成大的覆蓋率和連通性,同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)的生命周期方面也有良好的表現(xiàn)。初始化階段,所有的傳感器節(jié)點(diǎn)以隨機(jī)的方式部署在目標(biāo)水域的表面,這些節(jié)點(diǎn)只能在垂直方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)也就是能夠進(jìn)行深度調(diào)節(jié),首先,進(jìn)行調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)的選擇,然后將這些調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)下沉到計(jì)算得出的調(diào)節(jié)深度,如此循環(huán)。最終完成了一個(gè)層次化的網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu),整個(gè)部署方案新穎、簡(jiǎn)單、高效。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果證明本文提出的部署方案在網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率,連通性以及網(wǎng)絡(luò)的生命周期上有一個(gè)良好的表現(xiàn),證明該方案的可行性。文章的最后部分,考慮海洋環(huán)境中洋流的影響,研究水下節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)模型,并在移動(dòng)模型的基礎(chǔ)上,評(píng)估移動(dòng)模型對(duì)于節(jié)點(diǎn)部署方案的影響。
【關(guān)鍵詞】:水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 深度調(diào)節(jié) 覆蓋 移動(dòng)模型
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN929.3;TP212.9
【目錄】:
- 致謝5-6
- 摘要6-7
- Abstract7-13
- 第1章 緒論13-25
- 1.1 水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景及意義13-20
- 1.1.1 水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介13-14
- 1.1.2 水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)14-15
- 1.1.3 水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用15-16
- 1.1.4 水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)16-18
- 1.1.5 研究背景及意義18-20
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-23
- 1.2.1 水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀20-23
- 1.2.2 節(jié)點(diǎn)部署問(wèn)題的研究現(xiàn)狀23
- 1.3 研究?jī)?nèi)容和論文結(jié)構(gòu)23-25
- 1.3.1 研究?jī)?nèi)容23-24
- 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)24-25
- 第2章 水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)問(wèn)題及部署算法的研究25-41
- 2.1 節(jié)點(diǎn)部署的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)25-28
- 2.1.1 二維靜態(tài)水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)25-26
- 2.1.2 三維靜態(tài)水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)26-27
- 2.1.3 帶有AUV的水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)27-28
- 2.2 節(jié)點(diǎn)感知模型28-32
- 2.2.1 0-1感知模型29-30
- 2.2.2 概率感知模型30
- 2.2.3 統(tǒng)計(jì)模型30-32
- 2.3 節(jié)點(diǎn)部署算法研究32-38
- 2.3.1 確定性部署32-34
- 2.3.2 隨機(jī)部署34-35
- 2.3.3 移動(dòng)部署35-38
- 2.4 節(jié)點(diǎn)部署方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)38-39
- 2.5 本章小結(jié)39-41
- 第3章 基于深度調(diào)節(jié)的水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署算法41-55
- 3.1 引言41-42
- 3.2 相關(guān)工作42-45
- 3.2.1 泰森多邊形43
- 3.2.2 感知模型43-45
- 3.3 算法描述45-50
- 3.3.1 調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)的選擇45-46
- 3.3.2 下沉深度的計(jì)算46-48
- 3.3.3 判定再循環(huán)48-50
- 3.4 仿真結(jié)果與分析50-54
- 3.4.1 覆蓋率50-52
- 3.4.2 連通率52-53
- 3.4.3 網(wǎng)絡(luò)生命周期53-54
- 3.5 本章小結(jié)54-55
- 第4章 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)對(duì)水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署的影響55-64
- 4.1 引言55-56
- 4.2 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模型56-61
- 4.2.1 隨機(jī)游走模型56
- 4.2.2 歐拉模型56-57
- 4.2.3 基于拉格朗日的運(yùn)動(dòng)模型57-60
- 4.2.4 球冠狀曲面移動(dòng)模型60-61
- 4.3 實(shí)驗(yàn)仿真61-63
- 4.4 本章小結(jié)63-64
- 第5章 總結(jié)與展望64-66
- 5.1 工作總結(jié)64-65
- 5.2 研究展望65-66
- 參考文獻(xiàn)66-70
- 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文70
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本文編號(hào):301072
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