面向水環(huán)境的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)、海洋資源勘探、水下輔助導(dǎo)航等方面,目前水環(huán)境中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究主要包括水下和水面的無(wú)線通信、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、節(jié)點(diǎn)定位等。論文以湖泊、河流、海洋等水壞境信息的監(jiān)測(cè)為背景,重點(diǎn)研究面向水環(huán)境的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化技術(shù),以保證水環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)可靠通信。針對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了水面二維傳感網(wǎng)覆蓋優(yōu)化算法和水下三維傳感網(wǎng)覆蓋優(yōu)化算法,并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了兩種算法的有效性和可實(shí)施性。論文的具體工作包括:針對(duì)隨機(jī)部署水面二維傳感網(wǎng)時(shí)存在覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余問(wèn)題,以提高水面二維傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率為目標(biāo),采用動(dòng)態(tài)覆蓋模型設(shè)計(jì)一種基于虛擬力的水面?zhèn)鞲芯W(wǎng)覆蓋算法。首先,由于傳感器節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)部署在待監(jiān)測(cè)水域中,節(jié)點(diǎn)分布不均勻,存在覆蓋盲區(qū)和冗余。然后,傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)虛擬力算法調(diào)整最佳位置,減少監(jiān)測(cè)區(qū)域的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余。最終,算法經(jīng)過(guò)多次迭代達(dá)到監(jiān)測(cè)區(qū)域有效覆蓋的穩(wěn)定狀態(tài),在保證網(wǎng)絡(luò)連通的前提下大大提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率。仿真結(jié)果表明,在300m×300m的二維監(jiān)測(cè)區(qū)域中,虛擬力算法比隨機(jī)部署的覆蓋率約高出約7%～30%,在節(jié)點(diǎn)數(shù)為... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水下無(wú)線傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖 2-2 傳感器結(jié)構(gòu)圖Fig.2-2 Sensor structure diagram節(jié)點(diǎn)可以采用單跳長(zhǎng)距離通信的方式將數(shù)據(jù)傳輸給匯聚采用多跳短距離通信的方式將數(shù)據(jù)傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)，如圖 2-3方式通信傳感器節(jié)點(diǎn)消耗的能量很大，由于通信距離長(zhǎng)，傳輸長(zhǎng)，大部分能量消耗在通信上。考慮到傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限，以降低網(wǎng)絡(luò)能耗，延長(zhǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)的使用壽命。因此采用多跳傳感器節(jié)點(diǎn)可以借助中間節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)多次傳輸將數(shù)據(jù)傳輸給匯聚能量消耗【50】。多跳短距離傳輸?shù)臒o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為平

圖 2-5 概率感知模型Fig.2-5 Probabilistic perception model傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)的感知能力隨著距離的增感器節(jié)點(diǎn)越近，傳感器的感知能力越強(qiáng)，對(duì)節(jié)點(diǎn)越遠(yuǎn)時(shí)，傳感器的感知能力越弱，如圖點(diǎn) si感知的概率如公式(2.10)所示。α=0.5α=0.1α=0.05

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于虛擬現(xiàn)實(shí)和物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 邵欣欣,張明會(huì).  中國(guó)科技論文. 2017(07)
[2]我國(guó)的水環(huán)境現(xiàn)狀研究[J]. 李巖.  科技風(fēng). 2016(18)
[3]基于虛擬力的異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化策略[J]. 王婷婷,孫彥景,徐釗,張曉光.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]Dynamic Coverage with Wireless Sensor and Actor Networks in Underwater Environment[J]. Xiaoyuan Luo,Liu Feng,Jing Yan,Xinping Guan.  IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2015(03)
[5]中國(guó)水資源利用與水環(huán)境保護(hù)研究的若干問(wèn)題[J]. 匡耀求,黃寧生.  中國(guó)人口.資源與環(huán)境. 2013(04)
[6]基于潛艇深度的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)部署[J]. 李世偉,王文敬,張聚偉.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(11)
[7]魚(yú)群?jiǎn)l(fā)的水下傳感器節(jié)點(diǎn)布置[J]. 夏娜,王長(zhǎng)生,鄭榕,蔣建國(guó).  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2012(02)
[8]水資源現(xiàn)狀分析及保護(hù)對(duì)策[J]. 韓曉琳.  科技信息. 2011(07)
[9]基于虛擬力的自組織覆蓋算法[J]. 鄒磊,蔡自興,任孝平.  計(jì)算機(jī)工程. 2010(14)
[10]水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展[J]. 郭忠文,羅漢江,洪鋒,楊猛,倪明選.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2010(03)

博士論文
[1]面向水環(huán)境監(jiān)測(cè)的傳感網(wǎng)覆蓋算法研究[D]. 杜曉玉.南京郵電大學(xué) 2015
[2]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的研究[D]. 沈琳.南京理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]無(wú)線紫外光通信網(wǎng)絡(luò)中區(qū)域覆蓋算法研究[D]. 高英英.西安理工大學(xué) 2017
[2]基于網(wǎng)格劃分和虛擬力的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)部署策略研究[D]. 倪雪莉.南京信息工程大學(xué) 2016
[3]基于虛擬力的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化部署研究[D]. 張昌西.蘭州交通大學(xué) 2016
[4]水下傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法研究[D]. 王興民.杭州電子科技大學(xué) 2015
[5]基于水環(huán)境監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋研究及應(yīng)用[D]. 鐘鵬.南京郵電大學(xué) 2015
[6]面向低能耗的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署[D]. 王丁章.江蘇科技大學(xué) 2014
[7]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中覆蓋空洞修復(fù)算法研究[D]. 朱琳.河南大學(xué) 2013
[8]水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)部署策略和算法的研究[D]. 王一楠.南京郵電大學(xué) 2013
[9]三峽庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的信息融合算法研究[D]. 郭開(kāi)林.重慶大學(xué) 2011
[10]水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置方法研究[D]. 王長(zhǎng)生.合肥工業(yè)大學(xué) 2011



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