發(fā)布時間：2020-12-25 04:20

　　隨機(jī)部署的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代軍事、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域。為了解決應(yīng)用過程中因節(jié)點(diǎn)稀疏造成的定位困難問題、異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部分覆蓋問題、數(shù)據(jù)采集時能耗效率問題、稠密節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)冗余問題和多對一通信時傳輸時延問題,本文從理論和實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了深入研究,主要工作及創(chuàng)新成果如下:針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)稀疏而造成的定位困難問題,提出了被動事件輔助的節(jié)點(diǎn)定位方法（PEAATAL）。被動事件是指感知區(qū)域內(nèi)傳感器檢測到的某些信號,本研究證明了被動事件能增加網(wǎng)絡(luò)的連通性,可以使得部分不可定位節(jié)點(diǎn)可定位。對于不能定位的節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步提出了功率放大的方法,即通過放大部分不可定位節(jié)點(diǎn)的功率,來滿足可定位條件。模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性,通過與本地化輔助定位算法（LAL）進(jìn)行比較,表明利用被動事件節(jié)省了調(diào)整網(wǎng)絡(luò)所需付出的成本,提高了網(wǎng)絡(luò)的可定位性。針對異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部分覆蓋問題,提出一種基于貪婪啟發(fā)式的部分覆蓋算法（GHPC）。在給定的覆蓋要求條件下,利用貪婪啟發(fā)式算法部署傳感節(jié)點(diǎn),選擇具有最大覆蓋貢獻(xiàn)的節(jié)點(diǎn)加入覆蓋集,實(shí)現(xiàn)以最少的節(jié)點(diǎn)滿足覆蓋要求。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比確定性與概率覆蓋能量... 

【文章來源】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１典型的ＷＳＮｓ結(jié)構(gòu)（摘自文獻(xiàn)［５］，稍加改動）??Ｆｉｇ?１－１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ＷＳＮｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??

?河北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位（畢業(yè)）論文???第二章?ＷＳＮｓ相關(guān)理論及技術(shù)分析??２．?１?ＷＳＮｓ?概述??２．?１．１?ＷＳＮｓ的組成結(jié)構(gòu)??ＷＳＮｓ：?ＷＳＮｓ由微型、具有信號感知、通信能力的傳感節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。傳感節(jié)點(diǎn)自??行組網(wǎng)，形成對環(huán)境感知覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)。傳感節(jié)點(diǎn)協(xié)同感知，并協(xié)作將感測數(shù)據(jù)傳??輸至信宿，為后臺的決策者提供監(jiān)測區(qū)域的數(shù)據(jù)。圖２－１顯示典型的ＷＳＮｓ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??［１９５］。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，傳感節(jié)點(diǎn)感知環(huán)境數(shù)據(jù)，并向信宿傳輸所感測的數(shù)據(jù)，信宿節(jié)??點(diǎn)利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺的管理者。??傳感節(jié)點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域管理＃?監(jiān)測區(qū)域傳感節(jié)點(diǎn)??圖２－１?ＷＳＮｓ組成結(jié)構(gòu)（摘自文獻(xiàn)［１９５］，稍加改動）??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｅｎｓｏｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ??傳感節(jié)點(diǎn)：傳感節(jié)點(diǎn)需感知環(huán)境數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。因此，典型的傳感節(jié)點(diǎn)??由數(shù)據(jù)采集、通信和和能量供應(yīng)模塊組成Ｗ，如圖２－２所示。在數(shù)據(jù)采集模塊中，先??通過傳感器獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換；在通信模塊中，先利用ＭＡＣ接入，??再進(jìn)行收／發(fā)數(shù)據(jù)；而能量供應(yīng)模塊給傳感器節(jié)點(diǎn)提供電源。??數(shù)據(jù)采篥模塊?數(shù)據(jù)控制樓塊?無線通信模塊??Ｉ????１?ｉ?：?ｍｍ?ｊｉ???????＼??：?傳?Ｓ?器！一？?ＡＯＤＣ?４４－?ＴＯ?？ＭＡＣ?￣￣？？縱器?！??：???ｊ?ｊ?存鋱器?：：?????｜??????ｉ，??．．？＞＞．＜：????????．．＜４??能量継模塊??圖２－２?ＷＳＮｓ節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)（摘自文獻(xiàn)［５］，稍加改動）??Ｆｉｇ

?河北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位（畢業(yè)）論文???第二章?ＷＳＮｓ相關(guān)理論及技術(shù)分析??２．?１?ＷＳＮｓ?概述??２．?１．１?ＷＳＮｓ的組成結(jié)構(gòu)??ＷＳＮｓ：?ＷＳＮｓ由微型、具有信號感知、通信能力的傳感節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。傳感節(jié)點(diǎn)自??行組網(wǎng)，形成對環(huán)境感知覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)。傳感節(jié)點(diǎn)協(xié)同感知，并協(xié)作將感測數(shù)據(jù)傳??輸至信宿，為后臺的決策者提供監(jiān)測區(qū)域的數(shù)據(jù)。圖２－１顯示典型的ＷＳＮｓ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??［１９５］。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，傳感節(jié)點(diǎn)感知環(huán)境數(shù)據(jù)，并向信宿傳輸所感測的數(shù)據(jù)，信宿節(jié)??點(diǎn)利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺的管理者。??傳感節(jié)點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域管理＃?監(jiān)測區(qū)域傳感節(jié)點(diǎn)??圖２－１?ＷＳＮｓ組成結(jié)構(gòu)（摘自文獻(xiàn)［１９５］，稍加改動）??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｅｎｓｏｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ??傳感節(jié)點(diǎn)：傳感節(jié)點(diǎn)需感知環(huán)境數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。因此，典型的傳感節(jié)點(diǎn)??由數(shù)據(jù)采集、通信和和能量供應(yīng)模塊組成Ｗ，如圖２－２所示。在數(shù)據(jù)采集模塊中，先??通過傳感器獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換；在通信模塊中，先利用ＭＡＣ接入，??再進(jìn)行收／發(fā)數(shù)據(jù)；而能量供應(yīng)模塊給傳感器節(jié)點(diǎn)提供電源。??數(shù)據(jù)采篥模塊?數(shù)據(jù)控制樓塊?無線通信模塊??Ｉ????１?ｉ?：?ｍｍ?ｊｉ???????＼??：?傳?Ｓ?器！一？?ＡＯＤＣ?４４－?ＴＯ?？ＭＡＣ?￣￣？？縱器?！??：???ｊ?ｊ?存鋱器?：：?????｜??????ｉ，??．．？＞＞．＜：????????．．＜４??能量継模塊??圖２－２?ＷＳＮｓ節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)（摘自文獻(xiàn)［５］，稍加改動）??Ｆｉｇ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于自適應(yīng)權(quán)重的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議[J]. 劉宏,關(guān)業(yè)歡,呂孟偉.  小型微型計算機(jī)系統(tǒng). 2019(12)
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[8]基于節(jié)點(diǎn)度-限制的數(shù)據(jù)融合樹構(gòu)建算法[J]. 宋三華.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2018(01)
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博士論文
[1]稀疏應(yīng)用場景下WSNs定位及節(jié)點(diǎn)優(yōu)化選擇技術(shù)研究[D]. 薛波.南京郵電大學(xué) 2018
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[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)高效數(shù)據(jù)傳輸方法[D]. 李國華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]軍事應(yīng)用中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位、數(shù)據(jù)分發(fā)和收集方法研究[D]. 陳濤.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[5]無線光網(wǎng)絡(luò)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 蔡然.電子科技大學(xué) 2009
[6]基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的高速公路惡劣氣象監(jiān)測及交通控制模型研究[D]. 王衛(wèi)亞.長安大學(xué) 2008
[7]聚類分析中若干關(guān)鍵技術(shù)及其在電信領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D]. 牛琨.北京郵電大學(xué) 2007

碩士論文
[1]面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o人機(jī)輔助機(jī)制優(yōu)化研究[D]. 李結(jié)文.北京郵電大學(xué) 2019
[2]基于密度的數(shù)據(jù)流聚類算法研究[D]. 李省委.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧工廠環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測[D]. 王巍.北京交通大學(xué) 2012



本文編號：2936948