无线传感器网络可变k重覆盖问题及其应用研究

发布时间：2017-04-14 22:08

  本文关键词：无线传感器网络可变k重覆盖问题及其应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：二十一世纪以来,无线传感器网络作为一种新兴的网络发展迅速,尽管现在有关无线传感器网络的各方面研究还有很多的局限与不足,但是其在各方面的应用前景已经十分广阔。我们利用无线传感器网络的目的就是实现对目标区域内各种环境或对象的感知与监测,而实现这个目的的最主要的问题就是对目标区域进行有效的覆盖控制。所以对于无线传感器网络覆盖的研究具有很大的意义。目前国内外对于无线传感器网络覆盖问题的研究成果已经很多且相对成熟,也得到了广泛应用,但通过研究总结,发现仍然存在如下问题:目前的覆盖研究大都将无线传感器网络的一重覆盖和多重覆盖独立开来进行分析,没有对目标区域的重要程度进行划分归类;研究模型也多为二维平面理想区域;有关传感器网络的防入侵应用方面也大都采用人为视频监控,很难实现对异常入侵的实时监测与预警。本文针对以上所述局限,提出可变k重覆盖这一思想,并基于此提出了一种一次性随机抛洒的传感器节点如何通过二次部署实现被监测区域的可变k重覆盖的调度策略,并将此思想分别应用于二维平面入侵监测和三维曲面中,最后通过软件仿真平台NetLogo进行了实验仿真与分析。本文的主要研究内容如下所述:(1)针对现在无线传感器覆盖方面的研究不足之处,通过分析无线传感器网络覆盖的发展背景和研究现状,结合传感器覆盖的实际应用需求,提出了一种可变k重覆盖的思想。(2)针对现在日益重要的入侵监测问题,为保障高效实时监测效果将其整个监测区域划分为重点监测区域、次重点监测区域和普通监测区域。并将上述提出的可变k重覆盖思想成功应用于该监测问题中的二维平面和三维曲面中。(3)为实现第(2)点所述区域划分的可变k重覆盖,对于传感器节点的调整部署,提出一种移动节点重新部署策略,可实现不同区域不同时间的灵活可变覆盖,并采用软件仿真平台NetLogo进行了实验仿真与分析,验证了策略的有效性。
【关键词】：无线传感器网络 可变k重覆盖 入侵监测 区域划分 节点重新部署
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 相关研究现状10-11
• 1.2.1 无线传感器网络覆盖研究现状10-11
• 1.2.2 入侵监测研究现状11
• 1.3 研究现状小结11-12
• 1.4 论文研究内容及组织12-15
• 1.4.1 研究内容及创新点12-13
• 1.4.2 本文的组织结构13-15
• 第二章 无线传感器网络相关知识介绍15-23
• 2.1 无线传感器网络概述15-19
• 2.1.1 无线传感器网络的组成及特点15-16
• 2.1.2 无线传感器网络的关键技术、覆盖分类16-18
• 2.1.3 无线传感器网络的覆盖研究18-19
• 2.2 无线传感器网络节点感知模型及性能指标19-22
• 2.2.1 无线传感器节点组成及其感知模型19-21
• 2.2.2 无线传感器覆盖控制性能指标21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 二维平面入侵监测中的可变k重覆盖研究23-34
• 3.1 可变k重覆盖的相关定义23-24
• 3.2 二维平面入侵监测区域可变k重覆盖模型介绍24-29
• 3.2.1 二维平面上可变k重覆盖区域划分25-26
• 3.2.2 抛洒传感器节点最大数量n的确定26-28
• 3.2.3 二维平面上网格聚类算法介绍28-29
• 3.3 二维平面传感器节点部署CPD-var(k)算法29-32
• 3.3.1 二维平面可变k重覆盖问题模型29-30
• 3.3.2 二维平面CPD-var(k)算法部署策略30-32
• 3.4 二维平面CPD-var(k)算法小算例分析32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 三维曲面入侵监测中的可变k重覆盖研究34-44
• 4.1 三维空间无线传感器网络覆盖现状分析34-36
• 4.1.1 三维空间无线传感器网络覆盖研究现状34
• 4.1.2 三维空间无线传感器网络主要分类34-36
• 4.2 三维曲面上可变k重覆盖模型介绍36-42
• 4.2.1 三维曲面可变k重覆盖问题模型37-38
• 4.2.2 三维曲面可变k重覆盖CPTD-var(k)算法部署策略38-42
• 4.3 三维曲面CPTD-var(k)算法小算例分析42
• 4.4 本章小结42-44
• 第五章 仿真系统与实际应用44-53
• 5.1 实验仿真与分析44-50
• 5.1.1 环境说明44-45
• 5.1.2 参数设置45
• 5.1.3 仿真过程45-50
• 5.2 实验部分核心伪代码50-52
• 5.2.1 例程初始化函数50-51
• 5.2.2 例程入侵函数51
• 5.2.3 例程节点调整函数51-52
• 5.3 实际应用52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 总结和展望53-54
• 6.1 全文总结53
• 6.2 未来工作展望53-54
• 参考文献54-57
• 攻读硕士学位期间的主要成果57-59
• 致谢59

  本文关键词：无线传感器网络可变k重覆盖问题及其应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：306958