无线传感器网络覆盖面积求解方法研究

发布时间：2017-10-16 07:02

  本文关键词：无线传感器网络覆盖面积求解方法研究

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【摘要】：无线传感器网络是一种用于监测指定区域环境信息的自组织网络,它通过在目标区域内抛撒大量的嵌有传感器的节点进行组网。由于传感器节点电量容量有限,因此随着网络的长时间不断运行,总会有一些节点因为能量耗尽而死掉,这时在网络中就出现了覆盖空洞。覆盖空洞使得网络的覆盖面积产生变化,导致网络的工作质量下降。为了研究无线传感器网络中的路由、拓扑等信息对网络健康运行的影响,计算网络覆盖面积就显得尤为重要。本文针对无线传感器网络的二维图形的覆盖面积进行求解,分别研究了对于非边界区域和边界区域网络覆盖面积求解的方法,本文的研究内容主要包括以下三个方面:1.提出了一种基于蒙特卡洛方法求解WSNs网络覆盖面积的算法。该算法以蒙特卡洛方法为基础,根据将要求解的随机问题的变化规律,构造一个符合目标问题的概率模型,依照该模型进行大量的统计试验,使得到的统计结果即是待求问题的解。2.提出了一种基于几何方法求解WSNs网络覆盖面积的算法。该算法对给定区域的图形进行分解,将不规则的几何图形分解成若干个规则的图形集合,并将这些规则图形的面积相加求得最终的覆盖面积。3.通过对几何方法进行修改,本文提出了一种对边界区域覆盖面积进行求解的算法。该算法通过将边界区域分成上下左右四部分,对每个部分进行分别计算,并将四个部分面积求和。4.在上述研究的基础之上,设计并实现了一个用于实时监控温度,并对由实际节点组成的网络的覆盖率进行求解的系统,以验证之前提出的算法;并利用NS2平台,对网络中节点数量较大时网络覆盖率的情况进行仿真。
【关键词】：无线传感器网络 覆盖面积 蒙特卡洛方法 几何方法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题背景及研究的意义8-9
• 1.2 国内外研究现状分析9-12
• 1.2.1 国外研究现状分析9-11
• 1.2.2 国内研究现状分析11-12
• 1.3 本文的工作内容与组织结构12-13
• 第2章 无线传感器网络相关技术13-21
• 2.1 已知求解覆盖面积方法研究13-15
• 2.2 ZigBee协议研究15-19
• 2.2.1 网络层协议分析15-17
• 2.2.2 应用层协议分析17-19
• 2.3 NS2 仿真技术研究19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 基于蒙特卡洛方法求解WSNs覆盖面积21-31
• 3.1 多重覆盖问题的求解方法研究21-24
• 3.2 CAMMC算法的基本原理24-26
• 3.3 CAMMC算法的实现26-28
• 3.4 CAMMC算法效率分析28-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第4章 基于计算几何方法求解WSNs覆盖面积31-46
• 4.1 计算几何方法求解问题思想研究31-33
• 4.2 非边界区域覆盖面积求解方法33-41
• 4.2.1 CG算法的设计与实现33-39
• 4.2.2 CG算法测试与分析39-41
• 4.3 边界区域覆盖面积求解方法41-45
• 4.3.1 算法的设计与实现41-44
• 4.3.2 算法测试与分析44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 仿真系统的设计与实现46-60
• 5.1 真实环境验证系统的设计与实现46-51
• 5.1.1 节点硬件组成47-48
• 5.1.2 汇聚节点软件设计48-50
• 5.1.3 终端节点软件设计50
• 5.1.4 上位机控制程序设计50-51
• 5.2 真实环境下验证系统的测试与分析51-54
• 5.3 模拟网络验证系统的设计与实现54-57
• 5.3.1 实验参数配置54-55
• 5.3.2 仿真过程分析55-57
• 5.4 模拟节点仿真系统的结果与分析57-58
• 5.5 本章小结58-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果65-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘毅;;模拟退火遗传算法对无线传感器网络部署研究[J];计算机仿真;2011年05期

2 王蕊;刘国枝;;基于鱼群优化算法的无线传感器网络部署[J];振动与冲击;2009年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 施强;数值模拟方法若干问题的研究[D];浙江大学;2002年

2 崔文华;ZigBee协议栈的研究与实现[D];华东师范大学;2007年

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本文编号：1041263