無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks,WSN）是由很多有著感知、計(jì)算和無(wú)線通信能力的小型傳感器節(jié)點(diǎn),通過(guò)無(wú)線通信的方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),主要是用來(lái)收集和處理在網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中目標(biāo)對(duì)象的信息。隨著當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,WSN如今已廣泛用于各種軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)觀測(cè)等多種領(lǐng)域。在針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的覆蓋控制中,通常會(huì)在目標(biāo)區(qū)域大規(guī)模隨機(jī)部署傳感器節(jié)點(diǎn)。但是隨機(jī)部署常常會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)分布不均勻從而產(chǎn)生覆蓋空洞或者冗余覆蓋,致使網(wǎng)絡(luò)感知能力與通信能力的下降,影響到網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。本文針對(duì)隨機(jī)部署導(dǎo)致傳感器節(jié)點(diǎn)分布不均勻產(chǎn)生的問題,著重研究移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)重部署理論和方法,提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能。主要研究工作包括:（1）針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分問題,本文結(jié)合可信信息覆蓋模型（Confident Information Coverage,CIC）與泰森多邊形圖（Voronoi）的優(yōu)點(diǎn),研究了CIC模型和Voronoi融合的技術(shù)難點(diǎn),設(shè)計(jì)出一種新的面向可信信息覆蓋的泰森多邊形區(qū)域劃分算法（CIC-Voronoi）。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法與傳統(tǒng)圓盤模型下的泰森多邊形法相比較,... 

【文章來(lái)源】：南華大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

無(wú)線傳感器網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

4作用。這些問題在很大程度上會(huì)影響無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和覆蓋性能等。因此，我們就需要面向具體應(yīng)用來(lái)研究適應(yīng)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的更為高效的覆蓋控制算法，通過(guò)有限的資源合理利用來(lái)提供更為優(yōu)化的服務(wù)質(zhì)量[19]。1.3無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自面世以來(lái)，其極為廣闊的應(yīng)用前景及重要的科研價(jià)值受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界以及其他各業(yè)界的諸多關(guān)注。無(wú)論是在軍事國(guó)防[20]、工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[21][22][23]，還是在健康醫(yī)療[24][25]、環(huán)境監(jiān)測(cè)[26][27][28]以及生活領(lǐng)域[29][13]都有了不同程度的發(fā)展。下面列舉部分WSN的典型應(yīng)用：圖1.2傳感器網(wǎng)絡(luò)部分應(yīng)用圖(1)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，由于傳感器網(wǎng)絡(luò)可以部署在許多復(fù)雜環(huán)境中，通過(guò)對(duì)環(huán)境中的各種指標(biāo)監(jiān)測(cè)去進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警是可能的。同時(shí)由于其低成本，靈活性高，通�？梢越o人類提供極大的便利。環(huán)境監(jiān)測(cè)通常包括地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事環(huán)境監(jiān)測(cè)和自然環(huán)境監(jiān)測(cè)等。在一些地質(zhì)勘探或者采煤采礦等工作中，安全防護(hù)極為重要，此時(shí)進(jìn)行傳感器的探測(cè)以及有效地檢測(cè)就能夠在一定程度上避免危險(xiǎn)的發(fā)生，保障了人力與物力的安全。軍事運(yùn)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)通常在信息探索，偵查等方面起到極大的作用，正是由于傳感器節(jié)點(diǎn)隱蔽性強(qiáng)可靠性高，已經(jīng)成為軍事戰(zhàn)略中不可缺少的一部分。在自然環(huán)境下的監(jiān)測(cè)，主要包括森林火災(zāi)、氣象預(yù)警以及大氣污染空氣質(zhì)量等。上述例子都說(shuō)明了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在各類環(huán)境監(jiān)測(cè)中都有著極為重要的作用。

13一般來(lái)說(shuō)隨著與節(jié)點(diǎn)距離的增加，對(duì)目標(biāo)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)能力逐漸減弱。因此，圓盤模型不能完全準(zhǔn)確的反應(yīng)節(jié)點(diǎn)感知能力與環(huán)境變量之間的關(guān)系。圖2.1圓盤感知模型2.2.2概率感知模型衰減感知模型概率感知模型是一種非定向的圓盤延伸模型[58]。在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)的無(wú)線接收感測(cè)質(zhì)量信號(hào)會(huì)受到外界環(huán)境的干擾，一般情況下，傳感器的傳感質(zhì)量會(huì)隨著傳感器節(jié)點(diǎn)與空間點(diǎn)之間距離,的增加而降低而呈現(xiàn)概率的特征。衰減感知模型顯示了這種衰減傳感特性。用數(shù)學(xué)函數(shù)表示為,,,,0,…………………(2-2)其中，其中α是衰減指數(shù)，是表示傳感器單元物理特性的參數(shù)，C為常數(shù)。圖2.2(a)表示了這種衰減模型，距離小于的所有空間點(diǎn)表現(xiàn)出這種衰減特性覆蓋度，距離大于之外的所有空間點(diǎn)表示為0的覆蓋度。②截?cái)嗨p感知模型在衰減覆蓋模型中，當(dāng)空間點(diǎn)與傳感器之間的距離不太大時(shí)，傳感器監(jiān)測(cè)質(zhì)量可能不會(huì)受到影響，呈現(xiàn)出圓盤模型的特點(diǎn)。當(dāng)目標(biāo)距離傳感器越來(lái)越遠(yuǎn)時(shí)，覆蓋度會(huì)呈現(xiàn)出概率衰減的特性。由于圓盤模型的特點(diǎn)，只要目標(biāo)點(diǎn)位置位于節(jié)點(diǎn)的感知范圍內(nèi)，就能夠被傳感器感知到，當(dāng)距離超出一定的感知范圍后，覆蓋度可以被忽略。通過(guò)截?cái)嗑嚯x覆蓋度表示這種模型，用數(shù)學(xué)函數(shù)表示為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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