面向多障碍场景的有向传感器网络覆盖优化算法
发布时间：2022-01-14 21:24
覆盖优化是以无线传感器网络（WSN, Wireless Sensor Networks）为基础的目标监控应用的一个关键问题和研究热点。在传统的传感器网络中,覆盖优化技术已经积累了较多的研究成果。近年来,随着新型传感器网络的出现,现有的覆盖优化方法已不能有效适用。这就迫切需要我们设计出一系列新的覆盖优化方法。对此,本文围绕着无线传感器网络中有向感知模型、区域覆盖增强等问题,提出了新的算法,并给出性能分析及仿真结果。首先,介绍了有向传感器网络的概念与基本理论,并给出了有向感知模型,其感知范围是一个有限角度的扇形区域。其次,本文针对存在多个障碍物的有向传感器网络监控区域,提出了一种面向多障碍场景的有向传感器网络覆盖优化算法PCMOD （potential field based coverage optimization algorithm to multi-obstacle areas for directional sensor networks）。该算法根据虚拟势场方法设计了一种节点避障策略,通过引入有向传感器节点的“虚拟质心点”,让覆盖重叠区域、有效覆盖区域和障碍物区域之间的虚拟力相...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
同构型无线传感器网络结构图
、??汇聚节点??图２．１罔构型无线传感器网络结构图??，传感器节点??监控区域??图２．２异构型无线传感器网络结构图??如图２．１所示，在同构型传感器网络中，大规模的传感器节点被随机放置在??监控区域内，它们通过自组织的方式构成无线网络来监测该区域ｔ４７＾。各个传感??器节点之间采取协作处理的方法，将采集到的数据信息通过多跳路由的方法传输??给汇聚节点，汇聚节点再将数据传送给任务管理中屯、，用户就可Ｗ对传感器进行??操作。??如图２．２所示，异构型传感器网络与同构型传感器网络有所不同，异构型传??感器网络中有不定数量的汇聚节点，１＾一个或者多个汇聚节点为核也、，该汇聚节??点和周围的传感器节点共同构成子网
．??图３．１有向感知模型??有向感知模型１８＾可＾用一个四元组（＆，／？方，的表示。如图３．１所示，＆估，扔）??表示有向传感器节点地理位置的坐标；＾？表示节点感知半径；单位向量＾＾（〇为节??点在＾时刻的感知方向；（＾表示节点感知夹角，〇?＝?２＜＾为传感区域视角。特别地，??当＜？＞?＝?７ｒ时，传统的全向感知模型为有向感知模型的一个特例。在无障碍物情况??下，传感器节点＆所能覆盖到的区域面积为４，且４??３．２有向感知模型覆盖优化问题描述??３．２．１障碍区域及重叠区域的定义和分析??在实际监控区域中，通常存在多个障碍物，若传感器节点与障碍物相交，则??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖优化算法[J]. 戴宁,毛剑琳,付丽霞,段绍米,乔冠华. 计算机应用研究. 2014(03)
[2]无线传感器网络中的节点定位算法[J]. 陈凤娟. 信息安全与技术. 2013(10)
[3]基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法的改进[J]. 陈义军,白光伟,张进明. 小型微型计算机系统. 2013(02)
[4]人工鱼群优化的方向传感器覆盖增强[J]. 董海兰,张可,朱琳. 火控雷达技术. 2012(03)
[5]无线传感器网络的节点智能部署方法研究[J]. 李燕君,潘建. 计算机科学. 2012(08)
[6]介入移动汇聚节点的无线传感器网络高效数据收集方法[J]. 程紫尧,刘云. 北京交通大学学报. 2011(02)
[7]视频传感器网络中无盲区监视优化[J]. 蒋一波,王万良,陈伟杰,郑建炜,姚信威. 软件学报. 2012(02)
[8]无线传感器网络研究现状与应用[J]. 司海飞,杨忠,王珺. 机电工程. 2011(01)
[9]一种有向传感器网络改进粒子群覆盖增强算法[J]. 顾晓燕,孙力娟,郭剑,肖甫. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]动态视觉传感器网络中的节点目标覆盖机制[J]. 赵龙,彭力,冯闻捷. 传感器与微系统. 2010(10)
博士论文
[1]基于无线传感器网络的目标检测与跟踪研究[D]. 王志波.浙江大学 2014
[2]约束条件下的无线传感器网络关键技术研究[D]. 程文波.成都理工大学 2013
[3]无线传感器网络中的覆盖和节能问题研究[D]. 蔡艳丽.上海交通大学 2009
[4]无线传感器网络覆盖控制技术研究[D]. 程卫芳.国防科学技术大学 2008
[5]视频传感器网络覆盖控制及协作处理方法研究[D]. 陶丹.北京邮电大学 2007
硕士论文
[1]基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法[D]. 戴宁.昆明理工大学 2014
[2]基于粒子群优化算法的无线传感器网络节能覆盖研究[D]. 张娟.华东理工大学 2014
[3]无线多媒体传感器网络覆盖技术研究[D]. 张璐.西安电子科技大学 2014
[4]基于三维感知的无线多媒体传感器网络覆盖增强机制研究[D]. 吴帅.南京邮电大学 2012
[5]基于数据融合的无线传感器执行器网络数据可靠传输[D]. 刘亚雄.上海交通大学 2012
[6]无线传感器网络的实时故障分析与信道建模[D]. 田剑露.华南理工大学 2012
[7]基于智能优化的有向传感器网络覆盖增强研究[D]. 杜鹏玲.南京邮电大学 2011
[8]无线传感器网络生命周期延长算法的研究[D]. 全巧艳.南京航空航天大学 2010
[9]无线传感器网络MAC与网络编码联合设计[D]. 吴华.西安电子科技大学 2010
[10]无线传感器网络自组织协议的研究与实现[D]. 武亮亮.北京邮电大学 2010
本文编号：3589238
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
同构型无线传感器网络结构图
、??汇聚节点??图２．１罔构型无线传感器网络结构图??，传感器节点??监控区域??图２．２异构型无线传感器网络结构图??如图２．１所示，在同构型传感器网络中，大规模的传感器节点被随机放置在??监控区域内，它们通过自组织的方式构成无线网络来监测该区域ｔ４７＾。各个传感??器节点之间采取协作处理的方法，将采集到的数据信息通过多跳路由的方法传输??给汇聚节点，汇聚节点再将数据传送给任务管理中屯、，用户就可Ｗ对传感器进行??操作。??如图２．２所示，异构型传感器网络与同构型传感器网络有所不同，异构型传??感器网络中有不定数量的汇聚节点，１＾一个或者多个汇聚节点为核也、，该汇聚节??点和周围的传感器节点共同构成子网
．??图３．１有向感知模型??有向感知模型１８＾可＾用一个四元组（＆，／？方，的表示。如图３．１所示，＆估，扔）??表示有向传感器节点地理位置的坐标；＾？表示节点感知半径；单位向量＾＾（〇为节??点在＾时刻的感知方向；（＾表示节点感知夹角，〇?＝?２＜＾为传感区域视角。特别地，??当＜？＞?＝?７ｒ时，传统的全向感知模型为有向感知模型的一个特例。在无障碍物情况??下，传感器节点＆所能覆盖到的区域面积为４，且４??３．２有向感知模型覆盖优化问题描述??３．２．１障碍区域及重叠区域的定义和分析??在实际监控区域中，通常存在多个障碍物，若传感器节点与障碍物相交，则??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖优化算法[J]. 戴宁,毛剑琳,付丽霞,段绍米,乔冠华. 计算机应用研究. 2014(03)
[2]无线传感器网络中的节点定位算法[J]. 陈凤娟. 信息安全与技术. 2013(10)
[3]基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法的改进[J]. 陈义军,白光伟,张进明. 小型微型计算机系统. 2013(02)
[4]人工鱼群优化的方向传感器覆盖增强[J]. 董海兰,张可,朱琳. 火控雷达技术. 2012(03)
[5]无线传感器网络的节点智能部署方法研究[J]. 李燕君,潘建. 计算机科学. 2012(08)
[6]介入移动汇聚节点的无线传感器网络高效数据收集方法[J]. 程紫尧,刘云. 北京交通大学学报. 2011(02)
[7]视频传感器网络中无盲区监视优化[J]. 蒋一波,王万良,陈伟杰,郑建炜,姚信威. 软件学报. 2012(02)
[8]无线传感器网络研究现状与应用[J]. 司海飞,杨忠,王珺. 机电工程. 2011(01)
[9]一种有向传感器网络改进粒子群覆盖增强算法[J]. 顾晓燕,孙力娟,郭剑,肖甫. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]动态视觉传感器网络中的节点目标覆盖机制[J]. 赵龙,彭力,冯闻捷. 传感器与微系统. 2010(10)
博士论文
[1]基于无线传感器网络的目标检测与跟踪研究[D]. 王志波.浙江大学 2014
[2]约束条件下的无线传感器网络关键技术研究[D]. 程文波.成都理工大学 2013
[3]无线传感器网络中的覆盖和节能问题研究[D]. 蔡艳丽.上海交通大学 2009
[4]无线传感器网络覆盖控制技术研究[D]. 程卫芳.国防科学技术大学 2008
[5]视频传感器网络覆盖控制及协作处理方法研究[D]. 陶丹.北京邮电大学 2007
硕士论文
[1]基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法[D]. 戴宁.昆明理工大学 2014
[2]基于粒子群优化算法的无线传感器网络节能覆盖研究[D]. 张娟.华东理工大学 2014
[3]无线多媒体传感器网络覆盖技术研究[D]. 张璐.西安电子科技大学 2014
[4]基于三维感知的无线多媒体传感器网络覆盖增强机制研究[D]. 吴帅.南京邮电大学 2012
[5]基于数据融合的无线传感器执行器网络数据可靠传输[D]. 刘亚雄.上海交通大学 2012
[6]无线传感器网络的实时故障分析与信道建模[D]. 田剑露.华南理工大学 2012
[7]基于智能优化的有向传感器网络覆盖增强研究[D]. 杜鹏玲.南京邮电大学 2011
[8]无线传感器网络生命周期延长算法的研究[D]. 全巧艳.南京航空航天大学 2010
[9]无线传感器网络MAC与网络编码联合设计[D]. 吴华.西安电子科技大学 2010
[10]无线传感器网络自组织协议的研究与实现[D]. 武亮亮.北京邮电大学 2010
本文编号：3589238
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