无线传感器网络节点协同覆盖控制研究

论文摘要

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是集成信息采集、信息处理、信息传输为一体的网络,其工作原理是通过在目标区域中部署传感器节点以实现对监测区域或目标对象的感知,传感器节点通过多跳路由的方式将感知的信息传输到汇聚节点,汇聚节点对数据进行处理后传输到终端。WSN中感知监测性能则取决于覆盖控制,这也是无线传感器网络研究的核心问题,它反映了传感器网络能够提供的感知服务质量。本文针对无线传感器网络单个节点资源受限、感知数据具有不确定性等特点,对WSN节点协同覆盖控制问题进行了研究,主要工作体现在以下两点:1.提出一种基于社团结构的节点休眠调度算法。利用复杂网络模型对传感器节点网络进行社团结构划分,得出节点在目标区域中的密度分布情况。根据节点的密度分布对每个社团内部的节点采用相应的休眠调度策略,保证区域的覆盖率。2.针对目标区域带权值的情况,即监测区域各个子区域的数据重要程度对用户存在差异,用户对不同子区域的覆盖率期望值不同,提出一种基于权值和方位信息的节点休眠调度算法。首先根据节点感知面积占子区域面积的比例对子区域中的节点赋予权值,然后结合节点的方位信息对子区域中的节点进行子集划分。节点子集交替进行工作,保证子区域的覆盖率和网络的连通性。实验表明,本文提出的两种方法能够有效满足传感器网络的区域覆盖率和连通性,提高网络的覆盖性能。?

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 无线传感器网络
• 1.1.1 无线传感器网络的特点
• 1.1.2 无线传感器网络的研究内容
• 1.1.3 无线传感器网络的覆盖控制
• 1.2 本文研究内容
• 1.3 本文组织结构
• 第二章 无线传感器网络覆盖控制技术
• 2.1 无线传感器网络的覆盖问题
• 2.2 节点感知模型和部署方式
• 2.3 覆盖控制研究现状
• 2.3.1 区域覆盖
• 2.3.2 点覆盖
• 2.3.3 栅栏覆盖
• 2.4 无线传感器网络的复杂网络特征
• 2.4.1 复杂网络的概念和特点
• 2.4.2 无线传感器网络的复杂性规律
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于社团结构的节点休眠调度算法
• 3.1 随机调度算法
• 3.2 相关概念
• 3.3 算法描述
• 3.4 实验仿真与算法分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于权值和方位信息的节点休眠调度算法
• 4.1 问题描述
• 4.2 算法描述
• 4.3 实验仿真与算法分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果