基于概率感知模型的有向传感器网络覆盖

发布时间：2017-10-17 19:31

  本文关键词：基于概率感知模型的有向传感器网络覆盖

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【摘要】：无线传感器网络给人类提供了一种安全、便捷的从自然世界获取信息的方法,极大提高了人类认识自然和利用自然资源的能力。无线传感器网络广泛应用于军事战场战况监视、民用公共设施维护与管理、工业设备检测与维修、动植物聚集地的科学观测等。本文针对有向传感器网络的部署问题进行了研究。首先介绍了无线传感器网络中全向和有向传感器的特性与特点,根据传感器自身功耗低、速率低、以数据为中心、可用资源有限等特点,对全向感知模型和有向感知模型的区别和限制做出了有效的分析,同时分析了有向传感器网络覆盖和节点部署的研究现状,在此基础上提出了有向传感器节点的感知概率模型,建立了评估算法覆盖度、稳定性和冗余性及能耗等评估指标。针对随机部署条件下的有向传感器网络区域覆盖问题,基于有向传感器概率感知模型,预设网络内节点标准工作方向,通过对目标的联合概率感知,使监测区域内网格点被网络感知的概率等于或超过感知阈值,通过比较工作节点的理论位置和实际节点位置,采用分布式算法对节点进行唤醒。该方法使用较少的节点对监测区域进行覆盖并达到了目标要求,仿真结果表明,该算法实现了有向传感器网络节点的合理分布,有效地减少了节点的使用,提高了网络的覆盖率和生存期。基于方向可调的视频传感器节点概率感知模型,对视频传感器网络中路径覆盖增强算法研究(PFPCE)进行改进。通过分析该模型下视频传感器节点等效质心位置,确定目标轨迹点对跟踪节点的引力、两个跟踪节点之间的斥力大小关系,跟踪节点根据所受合力调整感知方向,使网络对目标轨迹点的联合感知概率等于或者超过感知阈值。仿真结果说明,本算法进一步增加了有向传感器节点对目标进入覆盖区域的感知,以更少的有向视频传感器节点,获得视频传感器网络对路径的充分高效覆盖。
【关键词】：无线传感器网络 传感器部署 有向传感器网络 概率感知
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 选题背景和研究意义8-9
• 1.2 无线传感器网络9-17
• 1.2.1 无线传感器网络的分类10-11
• 1.2.2 有向传感器网络的特点11-13
• 1.2.3 有向传感器节点的结构13-14
• 1.2.4 有向传感器网络所受限制14-15
• 1.2.5 有向传感器网络的关键技术15-16
• 1.2.6 无线传感器网络应用16-17
• 1.3 本文所做的工作及其内容安排17-20
• 1.3.1 本文所做的工作17-18
• 1.3.2 本文内容的安排18-20
• 第2章 有向传感器网络覆盖部署20-35
• 2.1 有向传感器网络20-27
• 2.1.1 有向传感器网络20
• 2.1.2 节点感知模型20-25
• 2.1.3 节点通讯模型25-27
• 2.2 有向传感器网络的典型运行机制27-30
• 2.2.1 休眠唤醒调度机制27-28
• 2.2.2 节点运动方式28-29
• 2.2.3 虚拟力原理29-30
• 2.3 传感器网络覆盖部署30-34
• 2.3.1 网络覆盖部署控制30-31
• 2.3.2 研究的基本问题31-32
• 2.3.3 网络覆盖部署的挑战和不足32-33
• 2.3.4 有向传感器覆盖部署33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 基于概率感知模型的有向传感器网络覆盖算法35-53
• 3.1 引言35-36
• 3.2 感知模型36-39
• 3.2.1 有向传感器概率感知模型36-38
• 3.2.2 覆盖模型38-39
• 3.3 基于概率感知模型的有向传感器网络覆盖算法39-48
• 3.3.1 算法假设39-40
• 3.3.2 标准工作方向40-44
• 3.3.3 工作节点数量估算44-45
• 3.3.4 算法描述45-48
• 3.4 仿真分析48-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第4章 基于概率感知模型的有向传感器网络路径覆盖改进算法53-67
• 4.1 引言53-54
• 4.2 感知模型54-58
• 4.2.1 概率感知模型54-55
• 4.2.2 计算等效质心55-56
• 4.2.3 目标轨迹56-57
• 4.2.4 覆盖模型57-58
• 4.3 基于概率感知模型的有向传感器网络路径覆盖改进算法58-62
• 4.3.1 算法设定58
• 4.3.2 虚拟力受力分析58-61
• 4.3.3 算法描述61-62
• 4.4 仿真分析62-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第5章 结论67-69
• 5.1 总结67-68
• 5.2 展望68-69
• 参考文献69-74
• 附录A 算法伪代码74-75
• 致谢75-76
• 攻读学位期间的研究成果76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 张宝利;于峰崎;张足生;;一种能量有效的三维传感器网络覆盖控制算法[J];传感技术学报;2009年02期

2 黄帅;程良伦;;一种基于虚拟力的有向传感器网络低冗余覆盖增强算法[J];传感技术学报;2011年03期

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7 蒋一波;王万良;陈伟杰;郑建炜;姚信威;;视频传感器网络中无盲区监视优化[J];软件学报;2012年02期

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本文编号：1050632