无线传感器网络优化与目标三维定位研究
发布时间：2020-12-19 14:50
无线传感器网络被称为本世纪极具影响的21项技术之一,属于计算机、通信和数学等多个学科的交叉性前沿领域。它是一种由布置在监测区域内的多个具有一定功能的传感器节点通过数据收集、数据传输等方式所形成的自组织数据处理网络。通过网络中传感器节点的密集部署,可实现数据的收集量化、数据聚合和数据传输操作。无线传感器网络作为一种现代智能网络,已被广泛应用于军事、物联网、环境监测、现代交通(如近两年的共享单车等)、便捷快递、现代医疗、工业、空间探索等多个领域,发展前景十分广阔。本文主要研究无线传感器网络中数据传输路径的鲁棒优化算法、异构无线传感器网络的拓扑结构优化技术以及基站节点对于目标的三维定位算法,主要成果如下:1.由于无线传感器网络中数据传输容易受到外部不稳定因素的影响,尤其是恶意节点的攻击,在构建无线传感器网络拓扑时,首先尽可能将这些节点检测出来并剔除出去,然后对恶意节点剔除出去之后的网络进行拓扑构建。在拓扑构建时将蚁群最优路径选择方法应用到无线传感器网络路径选择中去,其中在建立节点路径选择概率公式时,综合考虑了节点的剩余能量、节点距离、数据冗余以及链路安全等因素,最后给出了一种智能、安全、高效...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
无线传感器网络系统结构示意图
域内存在很多个功能相同的传感器节点，这样就很容易出现数据冗余，所以节点需要对数据提前进行处理，处理分析后的数据结果最后通过无线基站等通讯设备传输到达使用方，使用方可提前根据实际的需要对网络中的节点进行拓扑控制以及数据的收集传输。传感器节点一般具有数据的收集、数据聚合、数据传输的功能[16,17]，传感器节点包括源节点以及中继数据传输节点，源节点负责收集数据，中继节点负责传输数据。由于传感器节点密集部署成本、体积以及部署的区域复杂的环境所限制，节点的功能很多时候是很受限的，比如节点的能量是由不可供电的电池供应、计算存储能力都很有限，它的功率受到能耗的影响也是有限的。在整个网络中有一个功能强大的节点，不同于其他普通节点，计算能力、数据存储量、通讯能力都是很强的，这个节点是Sink （汇聚）节点。Sink 节点的主要功能是收集网络中所布置的节点传输过来的数据而最终分析并将结果给使用方，在收集数据之前，Sink 节点首先需要将任务布置给网络中的所有节点。（2）传感器节点结构
西安电子科技大学博士学位论文节点一般都具有有限的初始能量。传输数据越远所需要的发射功率的能量越多。传感器节点是周期性的收集数据，它有两种状态：工态，在睡眠状态，由于通信模块被关闭，此时能耗最少，因此，在法模型的建立阶段，为了消耗更少的能量使得网络生命周期最大化尽可能多的让节点处于睡眠状态。在节点处于工作状态时，消耗能以在路由算法设计时，主要优化的是此部分。而这两种状态的切换响也很大，网络中的数据采集是周期性的，所以算法协议构建时需两个状态时间尽量能吻合数据采集的周期。）无线传感器网络协议栈传感器网络的协议栈是研究者们结合它的特点以及应用在传统开型的基础上构造出来的[13]。如图 1.3 所示，其主要包括网络管理平信协议以及应用支撑平台三大部分，这三大部分是相互协作工作的也是基于协议栈中的所有因素展开的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无线通信基站的室内三维定位问题[J]. 张朝辉,李成洲,陈文帅,杜浩宇,刘三阳. 数学的实践与认识. 2017(14)
[2]多基站下基于信号到达时间的室内三维定位[J]. 温培博,李行健,杨文. 数学的实践与认识. 2017(14)
[3]基于无线通信基站的室内三维定位问题研究[J]. 王统祥,宋际平,张广纯,王健,王世界. 数学的实践与认识. 2017(14)
[4]基于本体的农业物联网信息融合研究[J]. 周进,何亨贵,孙忠刚,熊建武,戴小鹏. 民营科技. 2017(07)
[5]三维片上网络研究综述[J]. 张大坤,黄翠,宋国治. 软件学报. 2016(01)
[6]无线传感器网络中基于树的能量高效分布式精确数据收集算法[J]. 陈零,王建新,张士庚,奎晓燕. 电子学报. 2013(09)
[7]无线传感器网络在军事中的应用[J]. 屈峰,李廷全,谢爱荣,孔庆春. 电子设计工程. 2013(15)
[8]采用分层结构的WSN室内三维定位算法的研究和设计[J]. 毛科技,戴光麟,夏明,邵奔,陈庆章. 小型微型计算机系统. 2013(02)
[9]基于云模型的无线传感器网络恶意节点识别技术的研究[J]. 蔡绍滨,韩启龙,高振国,杨德森,赵靖. 电子学报. 2012(11)
[10]无线传感器网络及其军事应用研究[J]. 李佺佺,李成海,李兵兵,赵勇军. 飞航导弹. 2012(09)
博士论文
[1]基于UWB信号的多基站与单基站定位算法的研究与性能分析[D]. 屠晓东.中国海洋大学 2012
[2]无线传感器网络三维节点定位问题的研究[D]. 杜巧玲.吉林大学 2009
硕士论文
[1]基于云处理异构网络融合及并发传输技术研究[D]. 聂进成.华中科技大学 2016
[2]面向点毁伤的无线传感器网络路由拓扑抗毁性研究[D]. 周贺贺.沈阳理工大学 2016
[3]基于WSN的三维定位系统与算法研究[D]. 李钊.东北大学 2014
[4]RFID室内三维定位算法研究[D]. 李婧.电子科技大学 2013
[5]基于移动终端的室内三维定位及跟踪技术研究[D]. 李海莲.北京邮电大学 2013
[6]超宽带无线定位算法性能分析[D]. 牟孝龙.中国海洋大学 2012
[7]无线传感器网络恶意节点识别技术研究[D]. 盛燕.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：2926089
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
无线传感器网络系统结构示意图
域内存在很多个功能相同的传感器节点，这样就很容易出现数据冗余，所以节点需要对数据提前进行处理，处理分析后的数据结果最后通过无线基站等通讯设备传输到达使用方，使用方可提前根据实际的需要对网络中的节点进行拓扑控制以及数据的收集传输。传感器节点一般具有数据的收集、数据聚合、数据传输的功能[16,17]，传感器节点包括源节点以及中继数据传输节点，源节点负责收集数据，中继节点负责传输数据。由于传感器节点密集部署成本、体积以及部署的区域复杂的环境所限制，节点的功能很多时候是很受限的，比如节点的能量是由不可供电的电池供应、计算存储能力都很有限，它的功率受到能耗的影响也是有限的。在整个网络中有一个功能强大的节点，不同于其他普通节点，计算能力、数据存储量、通讯能力都是很强的，这个节点是Sink （汇聚）节点。Sink 节点的主要功能是收集网络中所布置的节点传输过来的数据而最终分析并将结果给使用方，在收集数据之前，Sink 节点首先需要将任务布置给网络中的所有节点。（2）传感器节点结构
西安电子科技大学博士学位论文节点一般都具有有限的初始能量。传输数据越远所需要的发射功率的能量越多。传感器节点是周期性的收集数据，它有两种状态：工态，在睡眠状态，由于通信模块被关闭，此时能耗最少，因此，在法模型的建立阶段，为了消耗更少的能量使得网络生命周期最大化尽可能多的让节点处于睡眠状态。在节点处于工作状态时，消耗能以在路由算法设计时，主要优化的是此部分。而这两种状态的切换响也很大，网络中的数据采集是周期性的，所以算法协议构建时需两个状态时间尽量能吻合数据采集的周期。）无线传感器网络协议栈传感器网络的协议栈是研究者们结合它的特点以及应用在传统开型的基础上构造出来的[13]。如图 1.3 所示，其主要包括网络管理平信协议以及应用支撑平台三大部分，这三大部分是相互协作工作的也是基于协议栈中的所有因素展开的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无线通信基站的室内三维定位问题[J]. 张朝辉,李成洲,陈文帅,杜浩宇,刘三阳. 数学的实践与认识. 2017(14)
[2]多基站下基于信号到达时间的室内三维定位[J]. 温培博,李行健,杨文. 数学的实践与认识. 2017(14)
[3]基于无线通信基站的室内三维定位问题研究[J]. 王统祥,宋际平,张广纯,王健,王世界. 数学的实践与认识. 2017(14)
[4]基于本体的农业物联网信息融合研究[J]. 周进,何亨贵,孙忠刚,熊建武,戴小鹏. 民营科技. 2017(07)
[5]三维片上网络研究综述[J]. 张大坤,黄翠,宋国治. 软件学报. 2016(01)
[6]无线传感器网络中基于树的能量高效分布式精确数据收集算法[J]. 陈零,王建新,张士庚,奎晓燕. 电子学报. 2013(09)
[7]无线传感器网络在军事中的应用[J]. 屈峰,李廷全,谢爱荣,孔庆春. 电子设计工程. 2013(15)
[8]采用分层结构的WSN室内三维定位算法的研究和设计[J]. 毛科技,戴光麟,夏明,邵奔,陈庆章. 小型微型计算机系统. 2013(02)
[9]基于云模型的无线传感器网络恶意节点识别技术的研究[J]. 蔡绍滨,韩启龙,高振国,杨德森,赵靖. 电子学报. 2012(11)
[10]无线传感器网络及其军事应用研究[J]. 李佺佺,李成海,李兵兵,赵勇军. 飞航导弹. 2012(09)
博士论文
[1]基于UWB信号的多基站与单基站定位算法的研究与性能分析[D]. 屠晓东.中国海洋大学 2012
[2]无线传感器网络三维节点定位问题的研究[D]. 杜巧玲.吉林大学 2009
硕士论文
[1]基于云处理异构网络融合及并发传输技术研究[D]. 聂进成.华中科技大学 2016
[2]面向点毁伤的无线传感器网络路由拓扑抗毁性研究[D]. 周贺贺.沈阳理工大学 2016
[3]基于WSN的三维定位系统与算法研究[D]. 李钊.东北大学 2014
[4]RFID室内三维定位算法研究[D]. 李婧.电子科技大学 2013
[5]基于移动终端的室内三维定位及跟踪技术研究[D]. 李海莲.北京邮电大学 2013
[6]超宽带无线定位算法性能分析[D]. 牟孝龙.中国海洋大学 2012
[7]无线传感器网络恶意节点识别技术研究[D]. 盛燕.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：2926089
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