随机部署无线传感器网络关键技术研究
发布时间：2020-12-25 04:20
随机部署的无线传感器网络广泛应用于智慧农业、现代军事、生态环境等领域。为了解决应用过程中因节点稀疏造成的定位困难问题、异构无线传感器网络的部分覆盖问题、数据采集时能耗效率问题、稠密节点的数据冗余问题和多对一通信时传输时延问题,本文从理论和实验等方面进行了深入研究,主要工作及创新成果如下:针对无线传感器网络中节点稀疏而造成的定位困难问题,提出了被动事件辅助的节点定位方法（PEAATAL）。被动事件是指感知区域内传感器检测到的某些信号,本研究证明了被动事件能增加网络的连通性,可以使得部分不可定位节点可定位。对于不能定位的节点进一步提出了功率放大的方法,即通过放大部分不可定位节点的功率,来满足可定位条件。模拟实验验证了方法的可行性,通过与本地化辅助定位算法（LAL）进行比较,表明利用被动事件节省了调整网络所需付出的成本,提高了网络的可定位性。针对异构无线传感器网络的部分覆盖问题,提出一种基于贪婪启发式的部分覆盖算法（GHPC）。在给定的覆盖要求条件下,利用贪婪启发式算法部署传感节点,选择具有最大覆盖贡献的节点加入覆盖集,实现以最少的节点满足覆盖要求。仿真实验结果表明,相比确定性与概率覆盖能量...
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１典型的ＷＳＮｓ结构（摘自文献［５］，稍加改动）??Ｆｉｇ?１－１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ＷＳＮｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
?河北农业大学博士学位（毕业）论文???第二章?ＷＳＮｓ相关理论及技术分析??２．?１?ＷＳＮｓ?概述??２．?１．１?ＷＳＮｓ的组成结构??ＷＳＮｓ：?ＷＳＮｓ由微型、具有信号感知、通信能力的传感节点构成。传感节点自??行组网，形成对环境感知覆盖的无线网络。传感节点协同感知，并协作将感测数据传??输至信宿，为后台的决策者提供监测区域的数据。图２－１显示典型的ＷＳＮｓ拓扑结构??［１９５］。在监测区域内，传感节点感知环境数据，并向信宿传输所感测的数据，信宿节??点利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或卫星网络传输至后台的管理者。??传感节点监测区域管理＃?监测区域传感节点??图２－１?ＷＳＮｓ组成结构（摘自文献［１９５］，稍加改动）??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｅｎｓｏｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ??传感节点：传感节点需感知环境数据，并进行数据传输。因此，典型的传感节点??由数据采集、通信和和能量供应模块组成Ｗ，如图２－２所示。在数据采集模块中，先??通过传感器获取环境数据，然后进行Ａ／Ｄ转换；在通信模块中，先利用ＭＡＣ接入，??再进行收／发数据；而能量供应模块给传感器节点提供电源。??数据采篥模块?数据控制樓块?无线通信模块??Ｉ????１?ｉ?：?ｍｍ?ｊｉ???????＼??：?传?Ｓ?器！一？?ＡＯＤＣ?４４－?ＴＯ?？ＭＡＣ?￣￣？？縱器?！??：???ｊ?ｊ?存铽器?：：?????｜??????ｉ，??．．？＞＞．＜：????????．．＜４??能量継模块??图２－２?ＷＳＮｓ节点结构（摘自文献［５］，稍加改动）??Ｆｉｇ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络的数据传输优化方法[J]. 李栋,胡芳,李斌,胡继河,崔清. 电子设计工程. 2019(24)
[2]适用于电力WSN数据传输的短签名方案[J]. 林楠,左黎明,陈祚松. 计算机工程与设计. 2019(12)
[3]基于自适应权重的无线传感器网络分簇路由协议[J]. 刘宏,关业欢,吕孟伟. 小型微型计算机系统. 2019(12)
[4]IPv6技术在无线传感器网络中的应用研究[J]. 刘星亮. 信息通信. 2019(12)
[5]基于MD5算法的分布式无线传感器网络数据安全传输方法研究[J]. 张昊,宋杰,罗名君. 苏州科技大学学报(自然科学版). 2019(01)
[6]基于压缩感知的无线传感器网络数据传输跨层优化算法[J]. 李成铁,汪晋宽,李明维. 控制与决策. 2019(09)
[7]基于信任评价的低能耗的数据聚融算法[J]. 高翔,甘昕艳,秦川. 计算机工程与设计. 2018(04)
[8]基于节点度-限制的数据融合树构建算法[J]. 宋三华. 传感技术学报. 2018(01)
[9]基于连通性的无线传感器网络覆盖优化算法[J]. 梅希薇,宋鑫宏,方伟. 传感器与微系统. 2017(05)
[10]无线传感器网络中带延时的一致性时间同步[J]. 刘曙琴,陈珍萍,黄友锐,王政,李雪梅. 传感器与微系统. 2017(01)
博士论文
[1]稀疏应用场景下WSNs定位及节点优化选择技术研究[D]. 薛波.南京邮电大学 2018
[2]面向森林火灾监测的无线传感器网络定位算法的研究[D]. 陈静.北京邮电大学 2015
[3]无线传感器网络高效数据传输方法[D]. 李国华.哈尔滨工业大学 2014
[4]军事应用中无线传感器网络的定位、数据分发和收集方法研究[D]. 陈涛.国防科学技术大学 2011
[5]无线光网络若干关键技术研究[D]. 蔡然.电子科技大学 2009
[6]基于无线传感网络的高速公路恶劣气象监测及交通控制模型研究[D]. 王卫亚.长安大学 2008
[7]聚类分析中若干关键技术及其在电信领域的应用研究[D]. 牛琨.北京邮电大学 2007
硕士论文
[1]面向无线传感器网络数据传输的无人机辅助机制优化研究[D]. 李结文.北京邮电大学 2019
[2]基于密度的数据流聚类算法研究[D]. 李省委.西安电子科技大学 2017
[3]基于物联网的智慧工厂环境数据监测[D]. 王巍.北京交通大学 2012
本文编号：2936948
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１典型的ＷＳＮｓ结构（摘自文献［５］，稍加改动）??Ｆｉｇ?１－１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ＷＳＮｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
?河北农业大学博士学位（毕业）论文???第二章?ＷＳＮｓ相关理论及技术分析??２．?１?ＷＳＮｓ?概述??２．?１．１?ＷＳＮｓ的组成结构??ＷＳＮｓ：?ＷＳＮｓ由微型、具有信号感知、通信能力的传感节点构成。传感节点自??行组网，形成对环境感知覆盖的无线网络。传感节点协同感知，并协作将感测数据传??输至信宿，为后台的决策者提供监测区域的数据。图２－１显示典型的ＷＳＮｓ拓扑结构??［１９５］。在监测区域内，传感节点感知环境数据，并向信宿传输所感测的数据，信宿节??点利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或卫星网络传输至后台的管理者。??传感节点监测区域管理＃?监测区域传感节点??图２－１?ＷＳＮｓ组成结构（摘自文献［１９５］，稍加改动）??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｅｎｓｏｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ??传感节点：传感节点需感知环境数据，并进行数据传输。因此，典型的传感节点??由数据采集、通信和和能量供应模块组成Ｗ，如图２－２所示。在数据采集模块中，先??通过传感器获取环境数据，然后进行Ａ／Ｄ转换；在通信模块中，先利用ＭＡＣ接入，??再进行收／发数据；而能量供应模块给传感器节点提供电源。??数据采篥模块?数据控制樓块?无线通信模块??Ｉ????１?ｉ?：?ｍｍ?ｊｉ???????＼??：?传?Ｓ?器！一？?ＡＯＤＣ?４４－?ＴＯ?？ＭＡＣ?￣￣？？縱器?！??：???ｊ?ｊ?存铽器?：：?????｜??????ｉ，??．．？＞＞．＜：????????．．＜４??能量継模块??图２－２?ＷＳＮｓ节点结构（摘自文献［５］，稍加改动）??Ｆｉｇ
?河北农业大学博士学位（毕业）论文???第二章?ＷＳＮｓ相关理论及技术分析??２．?１?ＷＳＮｓ?概述??２．?１．１?ＷＳＮｓ的组成结构??ＷＳＮｓ：?ＷＳＮｓ由微型、具有信号感知、通信能力的传感节点构成。传感节点自??行组网，形成对环境感知覆盖的无线网络。传感节点协同感知，并协作将感测数据传??输至信宿，为后台的决策者提供监测区域的数据。图２－１显示典型的ＷＳＮｓ拓扑结构??［１９５］。在监测区域内，传感节点感知环境数据，并向信宿传输所感测的数据，信宿节??点利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或卫星网络传输至后台的管理者。??传感节点监测区域管理＃?监测区域传感节点??图２－１?ＷＳＮｓ组成结构（摘自文献［１９５］，稍加改动）??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｓｅｎｓｏｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ??传感节点：传感节点需感知环境数据，并进行数据传输。因此，典型的传感节点??由数据采集、通信和和能量供应模块组成Ｗ，如图２－２所示。在数据采集模块中，先??通过传感器获取环境数据，然后进行Ａ／Ｄ转换；在通信模块中，先利用ＭＡＣ接入，??再进行收／发数据；而能量供应模块给传感器节点提供电源。??数据采篥模块?数据控制樓块?无线通信模块??Ｉ????１?ｉ?：?ｍｍ?ｊｉ???????＼??：?传?Ｓ?器！一？?ＡＯＤＣ?４４－?ＴＯ?？ＭＡＣ?￣￣？？縱器?！??：???ｊ?ｊ?存铽器?：：?????｜??????ｉ，??．．？＞＞．＜：????????．．＜４??能量継模块??图２－２?ＷＳＮｓ节点结构（摘自文献［５］，稍加改动）??Ｆｉｇ
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络的数据传输优化方法[J]. 李栋,胡芳,李斌,胡继河,崔清. 电子设计工程. 2019(24)
[2]适用于电力WSN数据传输的短签名方案[J]. 林楠,左黎明,陈祚松. 计算机工程与设计. 2019(12)
[3]基于自适应权重的无线传感器网络分簇路由协议[J]. 刘宏,关业欢,吕孟伟. 小型微型计算机系统. 2019(12)
[4]IPv6技术在无线传感器网络中的应用研究[J]. 刘星亮. 信息通信. 2019(12)
[5]基于MD5算法的分布式无线传感器网络数据安全传输方法研究[J]. 张昊,宋杰,罗名君. 苏州科技大学学报(自然科学版). 2019(01)
[6]基于压缩感知的无线传感器网络数据传输跨层优化算法[J]. 李成铁,汪晋宽,李明维. 控制与决策. 2019(09)
[7]基于信任评价的低能耗的数据聚融算法[J]. 高翔,甘昕艳,秦川. 计算机工程与设计. 2018(04)
[8]基于节点度-限制的数据融合树构建算法[J]. 宋三华. 传感技术学报. 2018(01)
[9]基于连通性的无线传感器网络覆盖优化算法[J]. 梅希薇,宋鑫宏,方伟. 传感器与微系统. 2017(05)
[10]无线传感器网络中带延时的一致性时间同步[J]. 刘曙琴,陈珍萍,黄友锐,王政,李雪梅. 传感器与微系统. 2017(01)
博士论文
[1]稀疏应用场景下WSNs定位及节点优化选择技术研究[D]. 薛波.南京邮电大学 2018
[2]面向森林火灾监测的无线传感器网络定位算法的研究[D]. 陈静.北京邮电大学 2015
[3]无线传感器网络高效数据传输方法[D]. 李国华.哈尔滨工业大学 2014
[4]军事应用中无线传感器网络的定位、数据分发和收集方法研究[D]. 陈涛.国防科学技术大学 2011
[5]无线光网络若干关键技术研究[D]. 蔡然.电子科技大学 2009
[6]基于无线传感网络的高速公路恶劣气象监测及交通控制模型研究[D]. 王卫亚.长安大学 2008
[7]聚类分析中若干关键技术及其在电信领域的应用研究[D]. 牛琨.北京邮电大学 2007
硕士论文
[1]面向无线传感器网络数据传输的无人机辅助机制优化研究[D]. 李结文.北京邮电大学 2019
[2]基于密度的数据流聚类算法研究[D]. 李省委.西安电子科技大学 2017
[3]基于物联网的智慧工厂环境数据监测[D]. 王巍.北京交通大学 2012
本文编号：2936948
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