數(shù)據(jù)信息時(shí)代的迅速發(fā)展,獲取準(zhǔn)確可靠的信息顯得尤為重要,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為獲取信息的主要技術(shù)手段,與其相關(guān)的研究越來(lái)越備受關(guān)注。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中,覆蓋優(yōu)化問(wèn)題是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的根本研究,傳感器網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋是傳感器網(wǎng)絡(luò)完成監(jiān)測(cè)任務(wù)的首要前提。相比于靜態(tài)的全向傳感器網(wǎng)絡(luò)不同的是,在有向移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)感知方向可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、節(jié)點(diǎn)位置可以進(jìn)行移動(dòng),使得有向移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)研究變得更加復(fù)雜。本文主要圍繞有向移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域覆蓋優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行討論研究,從節(jié)點(diǎn)感知模型和區(qū)域覆蓋優(yōu)化算法的方向展開(kāi)研究。首先對(duì)傳統(tǒng)的虛擬力模型進(jìn)行了改進(jìn),本文設(shè)計(jì)了分割式虛擬負(fù)質(zhì)心模型,提出了分割式虛擬負(fù)質(zhì)心的有向傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋算法。該模型對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)中虛擬負(fù)質(zhì)心的設(shè)置方式進(jìn)行改進(jìn),利用傳感器節(jié)點(diǎn)感知方向可調(diào)性,有效地調(diào)節(jié)了傳感器網(wǎng)絡(luò)中覆蓋盲區(qū)對(duì)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的虛擬引力,增強(qiáng)了覆蓋盲區(qū)所產(chǎn)生的引力對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋率提升的影響。其次,本文提出了虛擬力與粒子群優(yōu)化協(xié)同作用下的有向傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化算法。該算法根據(jù)粒子群全局尋優(yōu)和隨機(jī)性的特點(diǎn),將分割式虛擬負(fù)質(zhì)心模型和粒子群優(yōu)化算法相結(jié)合,在其協(xié)同作用下共同指導(dǎo)網(wǎng)... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

WSNs結(jié)構(gòu)圖[51]

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文10能夠節(jié)約成本，而且能使節(jié)點(diǎn)快速覆蓋監(jiān)測(cè)區(qū)域，合理的分配網(wǎng)絡(luò)資源，大大地提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。本文在研究傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)，針對(duì)確定大小的監(jiān)測(cè)區(qū)域達(dá)到一定覆蓋率時(shí)，計(jì)算出所需的傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目，采用隨機(jī)部署策略的易操作性對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署，提高WSNs網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化性能。2.4覆蓋模型對(duì)于WSNs而言，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋問(wèn)題是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。WSNs網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋是開(kāi)展一切監(jiān)測(cè)任務(wù)的前提，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋程度反映了網(wǎng)絡(luò)對(duì)目標(biāo)監(jiān)測(cè)環(huán)境感知能力的大小，有效覆蓋面積越大，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量越高。根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)場(chǎng)景和監(jiān)測(cè)對(duì)象，覆蓋問(wèn)題被劃分為：目標(biāo)覆蓋、柵欄覆蓋和區(qū)域覆蓋。2.4.1目標(biāo)覆蓋目標(biāo)覆蓋[52]是指對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的已知目標(biāo)進(jìn)行覆蓋，確保監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)至少被一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)覆蓋。在目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域中，有些情況下只需要對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用目標(biāo)覆蓋就能滿足對(duì)特定目標(biāo)的覆蓋需求，避免對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域全面覆蓋以造成節(jié)點(diǎn)浪費(fèi)，節(jié)約成本，增強(qiáng)了WSNs的服務(wù)質(zhì)量。目標(biāo)覆蓋如圖2-2所示。圖2-2目標(biāo)覆蓋Fig.2-2Targetcoverage2.4.2柵欄覆蓋柵欄覆蓋[53]是一個(gè)概率覆蓋問(wèn)題，即當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)在目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域中移動(dòng)時(shí)，確保移動(dòng)目標(biāo)被網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)的概率問(wèn)題。柵欄覆蓋利用傳感器網(wǎng)絡(luò)組成一條柵欄感知區(qū)域，當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)從柵欄的一邊（左）穿越到柵欄的另一邊區(qū)域（右）時(shí)，能夠被監(jiān)測(cè)區(qū)域中的柵欄感知區(qū)域感知到，如圖2-3所示。對(duì)于WSNs的柵欄覆蓋優(yōu)化問(wèn)題展開(kāi)研究時(shí)，將整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域分為區(qū)域1（圖2-3左邊的區(qū)域）和區(qū)域2（圖2-3右邊的區(qū)域），當(dāng)有移動(dòng)目標(biāo)從區(qū)域1穿越到區(qū)域2時(shí)，被中間的柵欄（傳感器節(jié)點(diǎn)區(qū)域）所感知。

2無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化問(wèn)題概述11圖2-3柵欄覆蓋Fig.2-3Barriercoverage2.4.3區(qū)域覆蓋區(qū)域覆蓋[54]是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋研究?jī)?nèi)容中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，指監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)至少被一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)覆蓋。區(qū)域覆蓋的研究重點(diǎn)是如何用初始部署的傳感器節(jié)點(diǎn)覆蓋到盡可能多的監(jiān)測(cè)區(qū)域面積。區(qū)域覆蓋常應(yīng)用于無(wú)人區(qū)、人類無(wú)法進(jìn)入的監(jiān)測(cè)區(qū)域、護(hù)林防火等實(shí)際環(huán)境中，需要對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保監(jiān)測(cè)任務(wù)的完整性。區(qū)域覆蓋如圖2-4所示。圖2-4區(qū)域覆蓋Fig.2-4Areacoverage2.5覆蓋性能評(píng)價(jià)覆蓋性能的好壞直接影響傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理的服務(wù)質(zhì)量，常常將傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率、壽命周期和網(wǎng)絡(luò)能耗作為衡量傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。


本文編號(hào)：3337815