无线传感器网络栅栏覆盖问题算法研究

发布时间：2023-03-09 18:12

　　无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由一系列廉价微型的传感器节点通过无线通信方式连接,完成数据采集和传输的多跳自组织网络系统。无线传感器网络中的覆盖问题一直是该领域研究的热点。栅栏覆盖是无线传感器网络覆盖类型之一,它是把传感器节点部署在一个带状区域内,各节点之间相互连接形成一条感知栅栏网络,当有目标穿过该带状区域时,能够及时感知到入侵者。目前栅栏覆盖已经广泛的应用在军事中的边境入侵监测,环保中的污染物扩散监测等各个领域,具有广阔的应用前景和研究价值。由于传感器节点大部分还是靠电池供电,因此如何提高覆盖率、降低能耗、延长栅栏寿命依然是无线传感器网络栅栏覆盖研究中的重点问题。本文主要的创新点如下:(1)针对全向感知栅栏覆盖模型提出的一种异构WSN复合型栅栏覆盖方法(A Heterogeneous WSN with Compounded Barrier Coverage Method,HCBC)来满足晴雨天不同天气状况下的入侵监测要求,该方法首先搜寻静态传感器节点的簇,然后将簇看做一个点,构建全连接拓扑图,接着利用最短路径算法查找最佳栅栏构建路径,最后派...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 无线传感器网络研究现状
    1.3 栅栏覆盖研究现状
    1.4 研究目标与研究内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
    1.5 论文组织结构
第2章 无线传感器网络与栅栏覆盖概述
    2.1 无线传感器网络介绍
        2.1.1 WSN总体框架
        2.1.2 WSN特点
    2.2 节点感知模型介绍
        2.2.1 全向感知
        2.2.2 有向感知模型
    2.3 节点部署方式
    2.4 无线传感器网络覆盖介绍
        2.4.1 区域覆盖
        2.4.2 点覆盖
        2.4.3 栅栏覆盖
    2.5 栅栏覆盖性能指标
    2.6 本章小结
第3章 一种异构WSN复合型栅栏覆盖方法
    3.1 引言
    3.2 相关模型
    3.3 栅栏构建方法
        3.3.1 区域划分
        3.3.2 节点簇查找
        3.3.3 最优构建路径
        3.3.4 复合型栅栏构建
    3.4 最优派遣
    3.5 仿真实验与结果分析
        3.5.1 栅栏覆盖率
        3.5.2 平均移动距离
        3.5.3 栅栏构建总能耗
        3.5.4 实物实验
    3.6 本章小结
第4章 一种采用WOA优化的能量高效有向弱栅栏覆盖方法
    4.1 引言
    4.2 相关模型
    4.3 栅栏构建算法
        4.3.1 传统的能量高效的弱栅栏覆盖构建算法
        4.3.2 采用WOA优化的能量高效有向弱栅栏构建算法
        4.3.3 优化目标函数建模
        4.3.4 优化约束条件
        4.3.5 算法步骤及流程图
    4.4 仿真实验与结果分析
        4.4.1 弱栅栏覆盖率
        4.4.2 网络节点激活数量
        4.4.3 网络寿命周期
        4.4.4 能量消耗
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
学位论文数据集



本文编号：3758058