WMSN中全视角强栅栏覆盖的研究

发布时间：2017-12-13 14:31

  本文关键词：WMSN中全视角强栅栏覆盖的研究

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【摘要】：随着现代科学技术的不断发展,无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Network,WMSN)以其能够采集图像、视频、声音等多种信息形式的特点,越来越受到人们的关注,被广泛的应用在诸多领域。而覆盖是衡量网络所能够提供服务质量(Quality of Service,QoS)的重要度量指标,也是研究WMSN的热点问题之一,其目的是通过合理有效的调整传感器节点的分布方案,消除随机分布带来的弊端,在达到对覆盖区域所提出的覆盖标准的同时节约网络能量,延长网络寿命。由于WMSN区别于传统无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的优良特性,其常被用于对区域覆盖质量要求较高的领域,希望能够实现对进入被监测区域的目标信息进行有效的、多方位的采集。依托于上述应用背景,强栅栏覆盖和全视角覆盖的概念被相继提出,分别在覆盖度和采集信息的质量上提供了较好的解决方案,但现有的研究成果中,未能对两者的优势进行有机结合,造成了提供信息的有效性下降或无法满足相应的覆盖度要求,使得网络QoS的提升受到了局限。本文针对该问题研究了在WMSN中全视角强栅栏覆盖模型的构建算法,同时提出了网络在工作过程中的能量节约方案。多目标领土捕食者气味标记算法能够求解在覆盖区域内满足多个目标要求的传感器节点分布方案,同时兼顾覆盖度与能耗之间的平衡,主要用于区域覆盖,但算法复杂,不适用于部署强栅栏覆盖的窄带区域。本文受到其标记范围阶段的启发,根据分治策略思想,将覆盖区域划分为若干网格,方便构建模型,简化了算法实现方案,有效针对强栅栏覆盖模型进行了优化。在确保强栅栏覆盖的同时,实现了在栅栏区域内的全视角覆盖,提高了目标信息采集的有效性。构建模型过程中,模拟计算机缓存机制原理,分范围寻找最合适传感器节点移动到模型目标位置,提高寻找命中率,简化了传感器节点搜索过程,提高了算法效率。考虑到网络在工作过程中的能耗问题,提出了唤醒机制,采用异构节点组成的传感器网络,利用红外传感器辅助视频传感器实现对区域的监测覆盖。在工作过程中,根据目标进入覆盖区域的实际情况,由红外传感器触发视频传感器,动态调度其对目标信息进行捕捉,有利于节约网络能量,延长网络寿命。仿真实验表明,上述算法能够有效提高区域的覆盖质量,节约了传感器网络模型在构建和工作阶段的能量。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP212.9;TN919.8

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本文编号：1285508