无线传感器网络覆盖空洞检测算法研究

发布时间：2017-05-12 11:16

  本文关键词：无线传感器网络覆盖空洞检测算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络是综合了传感器技术、无线通信技术、嵌入式系统和分布式技术,能够自主的检测、收集、计算和转发监测区域内被监测对象信息的传感器网络。在无线传感器网络中,网络的覆盖性能是衡量无线传感器网络服务质量的重要指标,而无线传感器网络覆盖空洞检测是衡量网络覆盖性能的基本方法。本文以提高无线传感器网络覆盖空洞检测的效率和精度为研究目标,提出了两种分布式覆盖空洞检测方法。主要研究成果如下:首先,本文通过对无线传感器网络覆盖空洞检测算法的学习和研究,总结了无线传感器网络覆盖空洞检测算法的局部性特点,认为影响无线传感器节点是否是覆盖空洞边界节点的因素在于与该节点的感知圆相交或相切的所有无线传感器节点。该局部性特点提出为无线传感器节点的邻居节点的定义以及分布式算法架构的选取提供了必要的理论支撑。其次,本文通过对地理位置信息相关覆盖空洞检测算法的研究,针对已有算法存在时间复杂度高、收敛速度慢的缺点,在圆周覆盖的基础上提出了一种分布式的地理位置信息相关的基于交点覆盖的覆盖空洞检测算法。该算法时间复杂度低,具有实时检测覆盖空洞的能力,并且同时适用于同构和异构无线传感器网络。最后,本文通过对无线传感器网络覆盖空洞检测算法的深入的研究,针对地理位置相关检测算法对无线传感器节点地理位置信息依赖性强的缺点,提出了一种分布式的地理位置信息无关的基于单纯复形的覆盖空洞检测算法。该算法定义了在地理位置信息无关环境下冗余节点的判定方法;同时给出了基于单纯复形的覆盖空洞检测算法的详细步骤,并验证了算法的有效性。
【关键词】：无线传感器网络 覆盖空洞 冗余节点 计算几何 Rips复形
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 覆盖空洞检测研究现状11-13
• 1.3 研究目的和方法13-14
• 1.4 论文研究内容及结构安排14-15
• 第2章 无线传感器网络基本理论15-21
• 2.1 无线传感器网络15-16
• 2.2 无线传感器网络主要特征16-17
• 2.3 无线传感器网络关键技术17-19
• 2.4 无线传感器网络覆盖模型19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 地理位置相关的覆盖空洞检测算法21-31
• 3.1 网络模型和覆盖理论21-22
• 3.1.1 网络模型21
• 3.1.2 覆盖理论21-22
• 3.2 覆盖空洞检测算法22-30
• 3.2.1 覆盖空洞检测的局部性特点22-23
• 3.2.2 感知半径和通信半径对算法的影响23-24
• 3.2.3 邻居节点发现24-25
• 3.2.4 覆盖空洞检测25-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第4章 地理位置无关的覆盖空洞检测算法31-45
• 4.1 代数拓扑相关概念31-33
• 4.2 网络模型33-34
• 4.3 覆盖空洞检测算法34-43
• 4.3.1 算法流程34-35
• 4.3.2 邻居节点发现35-36
• 4.3.3 构造邻居子图36-38
• 4.3.4 冗余节点检测38-41
• 4.3.5 空洞边界检测41-43
• 4.3.6 检测结果优化43
• 4.4 本章小结43-45
• 第5章 实验结果及分析45-56
• 5.1 地理位置信息相关的覆盖空洞边界节点检测算法45-52
• 5.1.1 检测结果45-48
• 5.1.2 实验对比48-51
• 5.1.3 算法能耗分析51-52
• 5.2 地理位置信息无关的覆盖空洞边界节点检测算法52-55
• 5.2.1 检测结果52-54
• 5.2.2 检测时间54-55
• 5.3 本章小结55-56
• 结论56-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果61-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 胥楚贵;邓晓衡;邹豪杰;;无线传感器网络覆盖空洞修复策略[J];传感技术学报;2010年02期

2 何天成;曹文明;谢维信;;基于Clifford代数传感器网络覆盖理论的平面目标覆盖分析[J];电子学报;2009年08期

3 蒋杰;方力;张鹤颖;窦文华;;无线传感器网络最小连通覆盖集问题求解算法[J];软件学报;2006年02期

  本文关键词：无线传感器网络覆盖空洞检测算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：359628