无线传感网移动Sink轨迹设计研究

发布时间：2017-05-19 08:26

  本文关键词：无线传感网移动Sink轨迹设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在数据收集的过程中,为了克服节点能量受限及“热区”问题,研究者们开始在无线传感器网络中引入移动元素。在基于移动Sink的无线传感器网络中,数据的收集方式与Sink的移动策略紧密相关,Sink节点的移动方式以及轨迹规划直接影响数据的收集效率及网络的整体性能,因此,设计一种有效的Sink节点移动策略,高效的进行数据收集,可以提高网络的灵活性,缩短遍历周期,减少数据收集时延,对于提高无线传感器网络性能具有十分重要的意义。综合考虑传感器节点的通信范围和数据溢出概率问题,本文将无线传感器网络中Sink节点移动轨迹建模成基于概率数据收集域的邻域旅行商问题,提出一种基于数据溢出控制的单Sink节点移动轨迹策略SMS-DO,在合理设置节点最佳停留位置的基础上,寻找一条较优TSPN路径,尽可能有效地收集节点感知数据,降低节点数据溢出概率,延长整个网络的生命周期,提高网络性能。在小范围无线传感器网络中,单个移动Sink可以有效收集数据,延长网络生命周期。然而大量实践证明,在大规模无线传感器网络下,采用单Sink节点收集数据,远端节点的数据收集时延仍然很大,当节点的数据量较大时,数据丢失的概率也会增加。为了更有效的收集数据,降低数据溢出概率,本文考虑在大规模无线传感器网络中采用多Sink节点,将多Sink节点的移动轨迹建模成基于概率数据收集域的邻域多旅行商问题,在此基础上添加时间窗约束,提出基于自治区域划分和协同移动构造的两种多Sink节点移动方案:MSMS-RD和MSMS-CM,提高大规模无线传感网中的数据收集量,有效约束节点数据溢出概率。
【关键词】：无线传感网 移动Sink 移动策略设计 数据溢出控制 邻域旅行商问题
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1 无线传感器网络研究背景8-9
• 1.2 无线传感器网络概述9-14
• 1.2.1 无线传感器网络的特点10-12
• 1.2.2 无线传感器网络的研究热点12-14
• 1.3 国内外研究现状14-16
• 1.4 本文工作与主要贡献16-18
• 1.5 本文组织结构18-19
• 1.6 本章小结19-20
• 第二章 无线传感器网络的数据收集20-31
• 2.1 数据收集方法20-26
• 2.1.1 传统静态数据收集方法20-23
• 2.1.2 移动数据收集方法23-26
• 2.2 Sink节点移动策略概述26-30
• 2.2.1 随机移动策略26-27
• 2.2.2 固定移动策略27-28
• 2.2.3 受控移动策略28-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 基于数据溢出控制的单Sink节点移动策略研究31-50
• 3.1 TSPN问题概述31-33
• 3.2 网络模型及问题描述33-38
• 3.2.1 网络模型33-35
• 3.2.2 轨迹设计分析35-38
• 3.3 SMS-DO算法描述38-44
• 3.3.1 模型简化39-40
• 3.3.2 重叠区代表点选择40
• 3.3.3 访问点选择40-41
• 3.3.4 近似路径构建41-44
• 3.4 算法仿真与性能分析44-49
• 3.4.1 近似比证明44-46
• 3.4.2 仿真与分析46-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 基于数据溢出控制及时间窗的多Sink节点移动策略50-65
• 4.1 m-TSPN及m-TSPNTW问题概述50-53
• 4.2 网络模型及问题描述53-56
• 4.2.1 网络模型53-55
• 4.2.2 轨迹设计分析55-56
• 4.3 多sink节点算法描述56-61
• 4.3.1 重叠区及基点序列构造56-57
• 4.3.2 基于区域划分的MSMS-RD算法描述57-59
• 4.3.3 基于插入法的MSMS-CM算法描述59-61
• 4.4 仿真及性能分析61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 总结与工作展望65-67
• 5.1 本文总结65
• 5.2 工作展望65-67
• 参考文献67-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文77

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