基于随机游走的无线传感器网络覆盖洞的修复

发布时间：2017-11-25 08:07

  本文关键词：基于随机游走的无线传感器网络覆盖洞的修复

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【摘要】：无线传感器网络是由数量较多的传感器节点经由自组织的形式构建而成的一种网络,这些传感器节点具备感知、信息搜集、简单的数据处理以及传输数据的功能,节点之间可进行无线通信。体积小、功耗低、成本低是传感器节点的最大特点,这些特性使得无线传感器网络广泛地应用于现实生活,如军事领域、医疗领域、智慧城市等。无线传感器网络使得物理世界的连接即物与物之间连接及人与物进行的连接变成了可能,改变了传统的人与自然的交互方式。目前,社会各界人士对无线传感器网络关注极大,同时也带来了研究的热潮。传感器节点的传感器模块、处理器模块以及无线通信模块会消耗能量,又因节点的电源能量有限。所以,传感器节点会出现能量耗尽的情况,导致原本被此节点覆盖的区域将无节点覆盖,该区域中的事件不能被监测到,这样的区域称之为覆盖空洞,简称覆盖洞,它的存在极大地影响网络的性能。网络中覆盖洞的产生会出现在多种情况下,如部署的不均匀,后期人为或者自然环境等因素造成的节点失效。如何修复这样的覆盖空洞具有重要的意义。本文针对此问题,提出了基于移动节点的覆盖洞修复方法,主要的研究内容包括如下部分:1.对研究背景做了简单的介绍,包括无线传感器网络的历史发展、特点、发展趋势以及它的应用情况。针对无线传感器网络的覆盖洞的相关工作作了总结和概述,并简要介绍了国内外有关于覆盖洞的修复工作的研究。同时,对无线传感器网络覆盖洞中的基本概念、相关理论知识进行简单描述。2.现有的研究中,很多文献中移动节点已知覆盖洞的具体位置,直接移至覆盖洞处。本文充分利用节点对局部信息的掌握,静态节点利用搜集到的局部信息探测局部覆盖洞。移动节点根据由局部信息形成的规则在网络中进行移动找出存在的覆盖洞,规则中考虑能量消耗和时延因素。通过仿真实验证明,该方法切实有效,并且移动节点寻找覆盖洞在路径上的能量消耗和时延较优。3.到达覆盖空洞后,需要找出填补空洞的具体位置。针对充分利用节点的感知范围这一目标,引入了几何图形中矢量的方法。通过矢量的相关特性计算出填补空洞的较优位置。此方法充分考虑了节点之间的区域重叠问题,尽可能的使节点间的重叠面积最小化,达到最大化地修复空洞。仿真实验结果表明,该方法具有良好的效果,与理论一致。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9

【参考文献】

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本文编号：1225309