面向節(jié)能和容錯(cuò)的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2017-10-19 21:10
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【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受到了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。由于受到成本和體積的限制,傳感器節(jié)點(diǎn)的能量一直是值得高度關(guān)注的重要問題。拓?fù)淇刂剖菬o線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)約能量、增加運(yùn)行時(shí)間的關(guān)鍵技術(shù),在保障網(wǎng)絡(luò)連通的基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),降低節(jié)點(diǎn)之間的通信干擾,使得網(wǎng)絡(luò)能量均衡消耗,最終達(dá)到延長網(wǎng)絡(luò)生命時(shí)間的目的。此外,節(jié)點(diǎn)可能部署在危險(xiǎn)或無人值守區(qū)域,容易受到外界因素影響而失效,在考慮節(jié)能的同時(shí)還必須關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性,當(dāng)部分節(jié)點(diǎn)失效時(shí)仍能保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中另外一個(gè)值得研究的重要課題。本文考慮傳感器節(jié)點(diǎn)具有不同的計(jì)算能力、通信能力和能量水平的特點(diǎn),主要對(duì)拓?fù)淇刂圃诋悩?gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能和容錯(cuò)問題進(jìn)行研究。面向節(jié)能的拓?fù)淇刂蒲芯肯葟耐負(fù)錁?gòu)建方法入手,進(jìn)而結(jié)合拓?fù)渚S護(hù)策略以完整的拓?fù)淇刂七^程闡述如何構(gòu)建并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);然后,在優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖涎芯棵嫦蚬?jié)能和高覆蓋率的能量平衡的路由協(xié)議,對(duì)于延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命時(shí)間起到重要作用;最后,考慮節(jié)點(diǎn)容易失效的特性,從理論研究和實(shí)際應(yīng)用兩個(gè)方面分別對(duì)容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行研究,在保障網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)的基礎(chǔ)上盡可能地節(jié)省能量,本文的主要工作和成果如下:(1)針對(duì)當(dāng)前研究普遍將拓?fù)淇刂谱鳛橥負(fù)錁?gòu)建或拓?fù)渚S護(hù)單獨(dú)進(jìn)行研究的問題,提出了啟發(fā)式算法將兩個(gè)過程進(jìn)行結(jié)合,通過改進(jìn)A3G算法中的適應(yīng)度函數(shù)、發(fā)送消息格式和算法流程,在拓?fù)錁?gòu)建過程中優(yōu)化求解最小連通支配集的NP-Hard問題。然后,通過定義時(shí)間、能量和故障三種不同的觸發(fā)機(jī)制,提出了一種與拓?fù)錁?gòu)建過程相結(jié)合的拓?fù)渚S護(hù)方法A3GM。當(dāng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)性能嚴(yán)重下降時(shí),由Sink節(jié)點(diǎn)決定執(zhí)行局部拓?fù)湫迯?fù)或全局拓?fù)渚S護(hù)策略以保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。(2)為了減少路徑能耗和均衡支配節(jié)點(diǎn)的能量消耗,在優(yōu)化的拓?fù)渖咸岢隽艘环N由Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)起的能量平衡的分布式路由協(xié)議EEVB,有效解決了ViTAMin協(xié)議只能適用于同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、產(chǎn)生支配節(jié)點(diǎn)數(shù)量過大、可能會(huì)出現(xiàn)非連通的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约爸涔?jié)點(diǎn)能耗不均衡問題。此外,考慮到高覆蓋率需求的場景,通過增加適當(dāng)?shù)闹涔?jié)點(diǎn)對(duì)EEVB進(jìn)行擴(kuò)展,提出了一種滿足高覆蓋率需求的能量平衡的路由協(xié)議EEVBCov,在關(guān)閉部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,盡可能地覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)域。(3)針對(duì)實(shí)際環(huán)境中拓?fù)淙菀最l繁重構(gòu)的特性,提出了一種具有較小通信開銷的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式拓?fù)淇刂扑惴℉ELM,算法在所有節(jié)點(diǎn)都只發(fā)送一次消息的情況下就能快速構(gòu)建連通支配集,具有較高的能效性。此外,考慮到高覆蓋率需求的應(yīng)用場景,HELMCov算法可以在HELM基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展,從而得到更高的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。(4)針對(duì)連通支配集還需要具有一定的容錯(cuò)性以應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)失效或鏈路錯(cuò)誤的問題,提出了任意k和m取值的完全分布式的k-連通m-支配集構(gòu)建算法(k,m)-HELM和(k,m)-HELMCov,k-連通保證了網(wǎng)絡(luò)中支配節(jié)點(diǎn)之間的容錯(cuò)性,m-支配則保證了普通節(jié)點(diǎn)與支配節(jié)點(diǎn)之間的容錯(cuò)性。算法首先以較小的通信代價(jià)構(gòu)建節(jié)能或高覆蓋需求的連通支配集,然后采用最大獨(dú)立集的思想從剩余節(jié)點(diǎn)中選擇合適的節(jié)點(diǎn)將普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)行m-支配,最后在局部拓?fù)渲型ㄟ^公共鄰居節(jié)點(diǎn)將支配節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展為k-連通。(5)在帶有少量能量自補(bǔ)給能力節(jié)點(diǎn)的新型異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型中對(duì)容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行研究,針對(duì)算法(k,m)-HELM和(k,m)-HELMCov產(chǎn)生活躍節(jié)點(diǎn)過多的問題,提出了面向節(jié)能和高覆蓋需求的分布式容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴‥BFT和EBFTCov。算法在不需要節(jié)點(diǎn)位置信息的情況下首先選擇權(quán)值較優(yōu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建連通支配集,然后選擇容錯(cuò)度較大的節(jié)點(diǎn)作為備份節(jié)點(diǎn),最后在數(shù)據(jù)收集過程對(duì)支配節(jié)點(diǎn)的能耗進(jìn)行均衡,不但減少了活躍節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,而且保證了容錯(cuò)性,同時(shí)通過平衡節(jié)點(diǎn)的能量消耗以延長網(wǎng)絡(luò)的生命時(shí)間。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)均證明了上述研究結(jié)果的有效性,通過與同類協(xié)議或算法進(jìn)行對(duì)比,本文所提出的算法能夠更好地減少生成的活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)量并降低通信開銷,有效促進(jìn)了全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡,最終延長了網(wǎng)絡(luò)的生命時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)淇刂?/strong> 拓?fù)錁?gòu)建 拓?fù)渚S護(hù) 最小連通支配集 分布式 路由協(xié)議 覆蓋率 容錯(cuò)性 k-連通m-支配集 數(shù)據(jù)收集 能量采集
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】： - 摘要5-7
- ABSTRACT7-13
- 第1章 緒論13-38
- 1.1 研究背景及意義13-14
- 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡介14-21
- 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14-15
- 1.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)15-16
- 1.2.3 網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)16-18
- 1.2.4 關(guān)鍵技術(shù)18-19
- 1.2.5 應(yīng)用領(lǐng)域19-21
- 1.3 拓?fù)淇刂评碚?/span>21-33
- 1.3.1 拓?fù)淇刂聘攀?/span>21-23
- 1.3.2 拓?fù)淇刂蒲芯康闹饕獑栴}23-24
- 1.3.3 拓?fù)淇刂扑惴ǖ脑O(shè)計(jì)目標(biāo)24-25
- 1.3.4 拓?fù)淇刂扑惴ǖ难芯楷F(xiàn)狀25-33
- 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)33-35
- 1.5 本文的組織結(jié)構(gòu)35-38
- 第2章 面向節(jié)能的異構(gòu)WSNs分布式拓?fù)淇刂品椒ㄑ芯?/span>38-69
- 2.1 引言38-42
- 2.2 相關(guān)研究工作42-44
- 2.3 A3G算法分析44-46
- 2.4 系統(tǒng)模型與定義46-48
- 2.4.1 網(wǎng)絡(luò)模型46-48
- 2.4.2 相關(guān)定義48
- 2.4.3 無線通信能量模型48
- 2.5 基于反向生成CDS樹的拓?fù)錁?gòu)建算法48-53
- 2.5.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和選擇標(biāo)準(zhǔn)48-51
- 2.5.2 算法描述51-53
- 2.6 基于Sink節(jié)點(diǎn)決策的拓?fù)渚S護(hù)算法53-56
- 2.6.1 觸發(fā)機(jī)制54-55
- 2.6.2 算法描述55-56
- 2.7 理論分析56-58
- 2.8 仿真實(shí)驗(yàn)58-68
- 2.8.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置58-60
- 2.8.2 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)60-61
- 2.8.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-68
- 2.9 本章小結(jié)68-69
- 第3章 面向高覆蓋率的異構(gòu)WSNs能量平衡路由協(xié)議研究69-94
- 3.1 引言69-70
- 3.2 相關(guān)研究工作70-72
- 3.3 ViTAMin協(xié)議分析72-74
- 3.4 基于CDS的分布式能量平衡路由協(xié)議74-79
- 3.4.1 節(jié)點(diǎn)的適應(yīng)度函數(shù)74-75
- 3.4.2 虛擬骨干的構(gòu)建算法描述75-77
- 3.4.3 基于能耗均衡的路由選擇策略描述77-79
- 3.5 面向高覆蓋需求場景的路由協(xié)議擴(kuò)展79-81
- 3.5.1 算法描述79-81
- 3.5.2 覆蓋度的求解方法81
- 3.6 理論分析81-83
- 3.7 仿真實(shí)驗(yàn)83-92
- 3.7.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置83
- 3.7.2 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)83-84
- 3.7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析84-92
- 3.8 本章小結(jié)92-94
- 第4章 面向容錯(cuò)的異構(gòu)WSNs的k-連通m-支配集構(gòu)建94-121
- 4.1 引言94-95
- 4.2 相關(guān)研究工作95-96
- 4.3 相關(guān)定義96-99
- 4.4 面向容錯(cuò)的分布式k-連通-m支配集算法99-105
- 4.4.1 面向節(jié)能的分布式拓?fù)錁?gòu)建方法99-101
- 4.4.2 面向高覆蓋需求場景的算法擴(kuò)展101
- 4.4.3 m-支配集的分布式生成101-103
- 4.4.4 k-連通網(wǎng)絡(luò)的分布式擴(kuò)展103-105
- 4.5 理論分析105-107
- 4.6 仿真實(shí)驗(yàn)及分析107-119
- 4.6.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置107
- 4.6.2 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)107-108
- 4.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析108-119
- 4.7 本章小結(jié)119-121
- 第5章 帶有能量補(bǔ)給異構(gòu)WSNs容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/span>121-146
- 5.1 引言121-123
- 5.2 相關(guān)研究工作123-125
- 5.3 相關(guān)模型125-126
- 5.3.1 新型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型125
- 5.3.2 節(jié)點(diǎn)能量采集模型125
- 5.3.3 數(shù)據(jù)收集應(yīng)用模型125-126
- 5.4 算法描述126-133
- 5.4.1 節(jié)點(diǎn)的屬性定義126-127
- 5.4.2 面向節(jié)能的連通支配集分布式構(gòu)建127-130
- 5.4.3 面向覆蓋的連通支配集分布式擴(kuò)展130-131
- 5.4.4 面向容錯(cuò)的備份節(jié)點(diǎn)集分布式構(gòu)建131-132
- 5.4.5 面向節(jié)能的數(shù)據(jù)收集過程優(yōu)化132-133
- 5.5 理論分析133-136
- 5.6 仿真實(shí)驗(yàn)及分析136-144
- 5.6.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置136-137
- 5.6.2 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)137
- 5.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析137-144
- 5.7 本章小結(jié)144-146
- 第6章 總論與展望146-150
- 6.1 本文總結(jié)146-148
- 6.2 后期展望148-150
- 參考文獻(xiàn)150-159
- 致謝159-160
- 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果160
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本文關(guān)鍵詞：面向節(jié)能和容錯(cuò)的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/strong>
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【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受到了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。由于受到成本和體積的限制,傳感器節(jié)點(diǎn)的能量一直是值得高度關(guān)注的重要問題。拓?fù)淇刂剖菬o線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)約能量、增加運(yùn)行時(shí)間的關(guān)鍵技術(shù),在保障網(wǎng)絡(luò)連通的基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),降低節(jié)點(diǎn)之間的通信干擾,使得網(wǎng)絡(luò)能量均衡消耗,最終達(dá)到延長網(wǎng)絡(luò)生命時(shí)間的目的。此外,節(jié)點(diǎn)可能部署在危險(xiǎn)或無人值守區(qū)域,容易受到外界因素影響而失效,在考慮節(jié)能的同時(shí)還必須關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性,當(dāng)部分節(jié)點(diǎn)失效時(shí)仍能保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中另外一個(gè)值得研究的重要課題。本文考慮傳感器節(jié)點(diǎn)具有不同的計(jì)算能力、通信能力和能量水平的特點(diǎn),主要對(duì)拓?fù)淇刂圃诋悩?gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能和容錯(cuò)問題進(jìn)行研究。面向節(jié)能的拓?fù)淇刂蒲芯肯葟耐負(fù)錁?gòu)建方法入手,進(jìn)而結(jié)合拓?fù)渚S護(hù)策略以完整的拓?fù)淇刂七^程闡述如何構(gòu)建并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);然后,在優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖涎芯棵嫦蚬?jié)能和高覆蓋率的能量平衡的路由協(xié)議,對(duì)于延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命時(shí)間起到重要作用;最后,考慮節(jié)點(diǎn)容易失效的特性,從理論研究和實(shí)際應(yīng)用兩個(gè)方面分別對(duì)容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行研究,在保障網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)的基礎(chǔ)上盡可能地節(jié)省能量,本文的主要工作和成果如下:(1)針對(duì)當(dāng)前研究普遍將拓?fù)淇刂谱鳛橥負(fù)錁?gòu)建或拓?fù)渚S護(hù)單獨(dú)進(jìn)行研究的問題,提出了啟發(fā)式算法將兩個(gè)過程進(jìn)行結(jié)合,通過改進(jìn)A3G算法中的適應(yīng)度函數(shù)、發(fā)送消息格式和算法流程,在拓?fù)錁?gòu)建過程中優(yōu)化求解最小連通支配集的NP-Hard問題。然后,通過定義時(shí)間、能量和故障三種不同的觸發(fā)機(jī)制,提出了一種與拓?fù)錁?gòu)建過程相結(jié)合的拓?fù)渚S護(hù)方法A3GM。當(dāng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)性能嚴(yán)重下降時(shí),由Sink節(jié)點(diǎn)決定執(zhí)行局部拓?fù)湫迯?fù)或全局拓?fù)渚S護(hù)策略以保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。(2)為了減少路徑能耗和均衡支配節(jié)點(diǎn)的能量消耗,在優(yōu)化的拓?fù)渖咸岢隽艘环N由Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)起的能量平衡的分布式路由協(xié)議EEVB,有效解決了ViTAMin協(xié)議只能適用于同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、產(chǎn)生支配節(jié)點(diǎn)數(shù)量過大、可能會(huì)出現(xiàn)非連通的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约爸涔?jié)點(diǎn)能耗不均衡問題。此外,考慮到高覆蓋率需求的場景,通過增加適當(dāng)?shù)闹涔?jié)點(diǎn)對(duì)EEVB進(jìn)行擴(kuò)展,提出了一種滿足高覆蓋率需求的能量平衡的路由協(xié)議EEVBCov,在關(guān)閉部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,盡可能地覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)域。(3)針對(duì)實(shí)際環(huán)境中拓?fù)淙菀最l繁重構(gòu)的特性,提出了一種具有較小通信開銷的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式拓?fù)淇刂扑惴℉ELM,算法在所有節(jié)點(diǎn)都只發(fā)送一次消息的情況下就能快速構(gòu)建連通支配集,具有較高的能效性。此外,考慮到高覆蓋率需求的應(yīng)用場景,HELMCov算法可以在HELM基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展,從而得到更高的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。(4)針對(duì)連通支配集還需要具有一定的容錯(cuò)性以應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)失效或鏈路錯(cuò)誤的問題,提出了任意k和m取值的完全分布式的k-連通m-支配集構(gòu)建算法(k,m)-HELM和(k,m)-HELMCov,k-連通保證了網(wǎng)絡(luò)中支配節(jié)點(diǎn)之間的容錯(cuò)性,m-支配則保證了普通節(jié)點(diǎn)與支配節(jié)點(diǎn)之間的容錯(cuò)性。算法首先以較小的通信代價(jià)構(gòu)建節(jié)能或高覆蓋需求的連通支配集,然后采用最大獨(dú)立集的思想從剩余節(jié)點(diǎn)中選擇合適的節(jié)點(diǎn)將普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)行m-支配,最后在局部拓?fù)渲型ㄟ^公共鄰居節(jié)點(diǎn)將支配節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展為k-連通。(5)在帶有少量能量自補(bǔ)給能力節(jié)點(diǎn)的新型異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型中對(duì)容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行研究,針對(duì)算法(k,m)-HELM和(k,m)-HELMCov產(chǎn)生活躍節(jié)點(diǎn)過多的問題,提出了面向節(jié)能和高覆蓋需求的分布式容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴‥BFT和EBFTCov。算法在不需要節(jié)點(diǎn)位置信息的情況下首先選擇權(quán)值較優(yōu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建連通支配集,然后選擇容錯(cuò)度較大的節(jié)點(diǎn)作為備份節(jié)點(diǎn),最后在數(shù)據(jù)收集過程對(duì)支配節(jié)點(diǎn)的能耗進(jìn)行均衡,不但減少了活躍節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,而且保證了容錯(cuò)性,同時(shí)通過平衡節(jié)點(diǎn)的能量消耗以延長網(wǎng)絡(luò)的生命時(shí)間。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)均證明了上述研究結(jié)果的有效性,通過與同類協(xié)議或算法進(jìn)行對(duì)比,本文所提出的算法能夠更好地減少生成的活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)量并降低通信開銷,有效促進(jìn)了全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡,最終延長了網(wǎng)絡(luò)的生命時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)淇刂?/strong> 拓?fù)錁?gòu)建 拓?fù)渚S護(hù) 最小連通支配集 分布式 路由協(xié)議 覆蓋率 容錯(cuò)性 k-連通m-支配集 數(shù)據(jù)收集 能量采集
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-13
- 第1章 緒論13-38
- 1.1 研究背景及意義13-14
- 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡介14-21
- 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14-15
- 1.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)15-16
- 1.2.3 網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)16-18
- 1.2.4 關(guān)鍵技術(shù)18-19
- 1.2.5 應(yīng)用領(lǐng)域19-21
- 1.3 拓?fù)淇刂评碚?/span>21-33
- 1.3.1 拓?fù)淇刂聘攀?/span>21-23
- 1.3.2 拓?fù)淇刂蒲芯康闹饕獑栴}23-24
- 1.3.3 拓?fù)淇刂扑惴ǖ脑O(shè)計(jì)目標(biāo)24-25
- 1.3.4 拓?fù)淇刂扑惴ǖ难芯楷F(xiàn)狀25-33
- 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)33-35
- 1.5 本文的組織結(jié)構(gòu)35-38
- 第2章 面向節(jié)能的異構(gòu)WSNs分布式拓?fù)淇刂品椒ㄑ芯?/span>38-69
- 2.1 引言38-42
- 2.2 相關(guān)研究工作42-44
- 2.3 A3G算法分析44-46
- 2.4 系統(tǒng)模型與定義46-48
- 2.4.1 網(wǎng)絡(luò)模型46-48
- 2.4.2 相關(guān)定義48
- 2.4.3 無線通信能量模型48
- 2.5 基于反向生成CDS樹的拓?fù)錁?gòu)建算法48-53
- 2.5.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和選擇標(biāo)準(zhǔn)48-51
- 2.5.2 算法描述51-53
- 2.6 基于Sink節(jié)點(diǎn)決策的拓?fù)渚S護(hù)算法53-56
- 2.6.1 觸發(fā)機(jī)制54-55
- 2.6.2 算法描述55-56
- 2.7 理論分析56-58
- 2.8 仿真實(shí)驗(yàn)58-68
- 2.8.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置58-60
- 2.8.2 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)60-61
- 2.8.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-68
- 2.9 本章小結(jié)68-69
- 第3章 面向高覆蓋率的異構(gòu)WSNs能量平衡路由協(xié)議研究69-94
- 3.1 引言69-70
- 3.2 相關(guān)研究工作70-72
- 3.3 ViTAMin協(xié)議分析72-74
- 3.4 基于CDS的分布式能量平衡路由協(xié)議74-79
- 3.4.1 節(jié)點(diǎn)的適應(yīng)度函數(shù)74-75
- 3.4.2 虛擬骨干的構(gòu)建算法描述75-77
- 3.4.3 基于能耗均衡的路由選擇策略描述77-79
- 3.5 面向高覆蓋需求場景的路由協(xié)議擴(kuò)展79-81
- 3.5.1 算法描述79-81
- 3.5.2 覆蓋度的求解方法81
- 3.6 理論分析81-83
- 3.7 仿真實(shí)驗(yàn)83-92
- 3.7.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置83
- 3.7.2 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)83-84
- 3.7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析84-92
- 3.8 本章小結(jié)92-94
- 第4章 面向容錯(cuò)的異構(gòu)WSNs的k-連通m-支配集構(gòu)建94-121
- 4.1 引言94-95
- 4.2 相關(guān)研究工作95-96
- 4.3 相關(guān)定義96-99
- 4.4 面向容錯(cuò)的分布式k-連通-m支配集算法99-105
- 4.4.1 面向節(jié)能的分布式拓?fù)錁?gòu)建方法99-101
- 4.4.2 面向高覆蓋需求場景的算法擴(kuò)展101
- 4.4.3 m-支配集的分布式生成101-103
- 4.4.4 k-連通網(wǎng)絡(luò)的分布式擴(kuò)展103-105
- 4.5 理論分析105-107
- 4.6 仿真實(shí)驗(yàn)及分析107-119
- 4.6.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置107
- 4.6.2 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)107-108
- 4.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析108-119
- 4.7 本章小結(jié)119-121
- 第5章 帶有能量補(bǔ)給異構(gòu)WSNs容錯(cuò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/span>121-146
- 5.1 引言121-123
- 5.2 相關(guān)研究工作123-125
- 5.3 相關(guān)模型125-126
- 5.3.1 新型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型125
- 5.3.2 節(jié)點(diǎn)能量采集模型125
- 5.3.3 數(shù)據(jù)收集應(yīng)用模型125-126
- 5.4 算法描述126-133
- 5.4.1 節(jié)點(diǎn)的屬性定義126-127
- 5.4.2 面向節(jié)能的連通支配集分布式構(gòu)建127-130
- 5.4.3 面向覆蓋的連通支配集分布式擴(kuò)展130-131
- 5.4.4 面向容錯(cuò)的備份節(jié)點(diǎn)集分布式構(gòu)建131-132
- 5.4.5 面向節(jié)能的數(shù)據(jù)收集過程優(yōu)化132-133
- 5.5 理論分析133-136
- 5.6 仿真實(shí)驗(yàn)及分析136-144
- 5.6.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置136-137
- 5.6.2 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)137
- 5.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析137-144
- 5.7 本章小結(jié)144-146
- 第6章 總論與展望146-150
- 6.1 本文總結(jié)146-148
- 6.2 后期展望148-150
- 參考文獻(xiàn)150-159
- 致謝159-160
- 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果160
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