面向可信信息覆盖盲区修复的传感网中移动节点派遣策略研究

作     者：许敏良 

作者单位：南华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓贤君

授予年度：2019年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程] 

主      题：能量平衡 无线传感器网络 传感网寿命 可信信息覆盖模型 盲区修复 

摘      要：无线传感网为大部分实用的智能应用提供了强大的平台。因传感网部署时节点分布不均、能量消耗不平衡而出现的覆盖盲区,对传感网的服务质量(QoS)构成了极大挑战。服务质量具体考量了传感网的覆盖范围,能量,连接性和寿命。目前应用的移动边缘计算(MEC)可以提高传感网节点有限资源的利用效率,为应对传感网服务质量的挑战提供了新的视角。基于MEC和可信信息覆盖模型,本文重点研究如何解决移动边缘节点的调度问题,确保可信信息覆盖盲区的修复,算法目标在于最大化网络生命周期并同时保证传感网的连通性。针对覆盖盲区修复问题,设计了均衡节点能耗的修复算法,其为一种节点调度算法,在平衡各节点能耗的同时能自适应传感区域中障碍物的存在并移动。算法为每个可信信息覆盖盲区设定一个边界阈值来限制其能匹配的移动节点,同时使用合理的竞争匹配机制重复更新覆盖盲区的边界阈值,从而避免节点移动距离过长,各节点能耗相差过大。针对传感区域中存在的障碍物,选择使用Dijkstra算法求解节点绕过障碍物派遣的最短路径。为保证传感网的连通性,算法递归地在构造的无向图上执行广度优先搜索(BFS)查找所有断开连接的子图,并派遣移动边缘节点连接两相距最近的未连通子图,直至传感网络连接。本文第四章通过对本文平衡能量消耗算法与圆盘模型下的平衡算法,可信信息覆盖下的贪婪算法、随机算法的对比仿真,验证本文算法有着更优的性能体现。对于传感网的网络寿命,我们从静止节点数目、移动节点数目、感测区域大小、RMSE阈值大小不同四种情况进行仿真,发现可信信息覆盖下的平衡算法对比另三种算法,均有着一定的优越性;对于移动节点能耗维度的仿真,可信信息覆盖下的平衡算法在节点能耗标准差方面比另三种算法更小,节点能耗更均衡,从而延长了传感网整体寿命,达到预期目的。