有向传感器网络覆盖控制技术及其应用研究

发布时间：2023-05-31 01:18

　　近年来,无线传感器网络在军事、环境保护、医疗、智能家居等许多领域得到广泛的应用,成为计算机领域的研究热点。在无线传感器网络中,覆盖控制是决定网络服务质量的一个基本因素,可以通过在网络中分布一定数目的传感器节点以实现对监测区域或者监测目标的有效感知,从而确保获取信息的完整性和有效性。然而,大多数覆盖控制问题的研究都是针对传统的全向感知模型展开的,对于实际应用中出现的新型传感器,比如视频、超声波和红外等有向传感器,传统的全向感知模型已经不适用。因此,需要展开针对有向感知模型的覆盖控制问题研究。本文对有向传感器网络覆盖控制进行了研究,主要工作如下：(1)通过分析节点相互之间作用力,建立了一种节点所受的虚拟力和调整角度之间的关系模型,克服了传统虚拟势场方法中节点调整角度是固定值的不足。该模型充分考虑了节点相互之间重叠区域的影响,重叠区域越大,则斥力越大,调整的角度越大,克服了节点固定调整角度的影响。(2)在粒子群算法中引入虚拟力和角度调整之间的关系模型,提出一种改进的粒子群算法,用于求解复杂的有向传感器网络覆盖优化问题。该算法加快了跟踪个体极值和群体极值来确定其工作方向的速度,缩短了节点调整方...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 相关研究现状
        1.2.1 网络生存时间研究现状
        1.2.2 覆盖优化研究现状
        1.2.3 部署策略研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 组织结构
第2章 有向传感器网络覆盖控制技术
    2.1 感知模型
        2.1.1 二元感知模型
        2.1.2 概率感知模型
        2.1.3 方向连续可调感知模型
        2.1.4 方向个数固定感知模型
        2.1.5 三维感知模型
    2.2 部署模型
        2.2.1 随机部署模型
        2.2.2 确定性部署模型
    2.3 覆盖控制方法
        2.3.1 冗余部署
        2.3.2 调整节点的工作方向、感知半径和感知角度
        2.3.3 节点移动
        2.3.4 重新部署
        2.3.5 混合策略
    2.4 覆盖控制对象
        2.4.1 区域覆盖
        2.4.2 目标覆盖
        2.4.3 栅栏覆盖
    2.5 本章小结
第3章 基于虚拟力导向微粒群的有向传感器网络覆盖增强策略
    3.1 引言
    3.2 感知模型与问题描述
        3.2.1 感知模型
        3.2.2 有向传感器网络覆盖增强问题分析
    3.3 基于粒子群算法的有向传感器网络覆盖增强
    3.4 基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法
    3.5 虚拟力导向微粒群优化节点方向
    3.6 实验结果及性能分析
        3.6.1 初始参数和环境设置
        3.6.2 实验结果与性能分析
    3.7 本章小结
第4章 有向传感器网络确定性部署线性规划优选算法
    4.1 引言
    4.2 问题描述
        4.2.1 相关定义
        4.2.2 有向传感器网络确定性部署问题分析
    4.3 建立确定性部署的候选节点集合初始解
    4.4 利用线性规划优选节点实现确定性部署
    4.5 实验结果及性能分析
        4.5.1 初始参数和环境设置
        4.5.2 实验结果与性能分析
    4.6 本章小结
第5章 有向传感器网络覆盖控制在智能家居视频监控中的应用
    5.1 应用背景
    5.2 基于无线传感器网络的智能家居监控系统
    5.3 智能家居视频监控系统结构设计
        5.3.1 视频监控系统结构
        5.3.2 视频监控系统相关技术
    5.4 智能家居视频监控系统覆盖控制算法程序设计
        5.4.1 视频传感器节点放置算法模块设计
        5.4.2 视频监控区域覆盖增强算法模块设计
        5.4.3 视频监控系统软件设计
    5.5 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果



本文编号：3825401