检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李银华中师范大学

学位级别：硕士

无线传感器网络中节点的能量是有限的,任何路由协议,都必须要考虑到节点的能量消耗情况。一旦节点能量消耗完,那么节点就不能再继续收集和发送数据,从而影响整个网络的工作情况。如何节约能量,是提高无线传感器网络生命周期的关键。在... 详细信息

无线传感器网络中节点的能量是有限的,任何路由协议,都必须要考虑到节点的能量消耗情况。一旦节点能量消耗完,那么节点就不能再继续收集和发送数据,从而影响整个网络的工作情况。如何节约能量,是提高无线传感器网络生命周期的关键。在最近几年,有很多学者提出了用中继节点来最大化网络的生命周期。他们将无线传感器网络划分为两层,称为双层无线传感器网络(TTSN)。在TTSN中,中继节点拥有很高的能量,它们负责接收和传递数据,相当于簇节点。虽然中继节点拥有很高的能量,但是节点的能量终究是有限的,如何提高整个网络的生命周期,仍然是一个具有挑战性的问题。本文提出了动态选择算法(DSA)来解决双层无线传感器网络的生命周期问题。该算法通过最小化AFN节点的能量消耗值,达到提高TTSN生命周期的目的。算法的具体思想是首先对AFN节点进行分层,然后由里向外,为节点选择最优路径。本文给出了DSA算法的实现过程,同时也分析了算法的复杂度以及其延长TTSN生命周期的能力。仿真结果表明DSA算法能够极大提高TTSN的生命周期。为了均衡节点的能量消耗,本文将移动智能Agent引入到DSA算法中。移动智能Agent,能够在节点之间进行移动,动态的监听节点能量消耗情况。根据节点的能量消耗和剩余能量情况,调整节点的路由选择,以达到均衡节点能量消耗的目的,从而实现网络生命周期的最大化。最后,本文给出了如何搭建移动智能Agent平台,给出了仿真实现的流程。仿真实验表明,基于移动Agent的DSA算法,相较于单纯的DSA算法能够更好的延长网络生命周期。

关键词：网络生命周期双层无线传感器网络 DSA算法移动智能Agent

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双层无线传感器网络3-覆盖3-连通问题

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杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2011年第2期31卷 89-92页

作者：于江龙陈光亭张燕翠杭州电子科技大学理学院浙江杭州310018

双层无线传感器网络当中的中继器放置问题,目的是为了延长网络寿命,使得更多的数据信息由传感器经中继器传输到基站,网络的容错性是其中一项重要研究内容。该文旨在研究含有基站的双层无线传感器网络3-覆盖3-连通问题,给出了性能比为35+... 详细信息

双层无线传感器网络当中的中继器放置问题,目的是为了延长网络寿命,使得更多的数据信息由传感器经中继器传输到基站,网络的容错性是其中一项重要研究内容。该文旨在研究含有基站的双层无线传感器网络3-覆盖3-连通问题,给出了性能比为35+ε(ε>0)的近似算法。

关键词：中继器放置双层无线传感器网络覆盖连通

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无线传感器网络中继节点部署优化

无线传感器网络中继节点部署优化

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作者：徐磊山东大学

学位级别：硕士

双层无线传感器网络拥有灵活、方便、自组织的优势,近年来得到了广泛的应用。通常,双层无线传感器网络运行过程中存在中继节点故障隐患,对中继节点进行后备冗余部署能保证感知节点数据的可靠传输,但现场数据之间存在重要性差异,冗余部... 详细信息

双层无线传感器网络拥有灵活、方便、自组织的优势,近年来得到了广泛的应用。通常,双层无线传感器网络运行过程中存在中继节点故障隐患,对中继节点进行后备冗余部署能保证感知节点数据的可靠传输,但现场数据之间存在重要性差异,冗余部署过程中可能为重要性较低的数据配置过多的中继节点,造成不必要的开支,影响系统的经济性。本文研究双层无线传感器网络中基于感知节点重要度的中继节点故障容忍部署优化问题,即在保证为不同感知节点实现不同程度的相关中继节点故障容忍的同时,减少所部属的中继节点数量。依据不同场景内中继节点通信能力差异,本文具体进行了如下研究:1)针对部署范围内任意中继节点可直接与基站进行通信的场景,研究基于感知节点重要度的中继节点多覆盖部署问题。首先对问题进行数学建模,然后分析并参考相关的研究成果,基于合并等集合操作与贪心算法,给出了感知节点边缘优先算法,实现使用最少的中继节点,保证存在中继节点来接收并转发各感知节点的数据,且多覆盖程度满足用户对各感知节点的重要度要求。2)针对部署范围内中继节点可能无法直接与基站进行通信的场景,继续研究基于感知节点重要度的中继节点多连通部署问题。首先使用图论的方法对问题进行建模,然后分析并参考相关的研究成果,基于最短路径等图论方法与贪心算法,给出了最优路径增补算法,实现使用最少的中继节点,保证各感知节点与基站间存在通信路由,且不相交路由数量满足用户对各感知节点的重要度要求。仿真结果显示,上述方法在满足故障容忍要求的同时,所部署的中继节点数量与求解时间均少于传统方法,验证了本文内容的正确性与优越性。最后,本文设计并实现了无线传感器网络部署优化软件,并对其进行了说明与展示,验证了本文方法的实用性,并为用户进行网络设计提供了帮助。

关键词：双层无线传感器网络感知节点重要度故障容忍中继节点部署

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无线传感器网络若干中继器放置问题研究

无线传感器网络若干中继器放置问题研究

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作者：崔素辉杭州电子科技大学

学位级别：硕士

节能是无线传感器网络研究的核心问题。传感器随机分布在恶劣环境中,能量由电池提供,电池不能够随意更换。但是长距离通讯中能量消耗以距离指数形式增长,因此放置功能强大的中继器成为了减少能量损耗的重要方法。本文主要研究在不同类... 详细信息

节能是无线传感器网络研究的核心问题。传感器随机分布在恶劣环境中,能量由电池提供,电池不能够随意更换。但是长距离通讯中能量消耗以距离指数形式增长,因此放置功能强大的中继器成为了减少能量损耗的重要方法。本文主要研究在不同类型的无线传感器网络中放置最少数目的中继器达到一定的覆盖和连通要求。首先从图与网络及组合优化的基本理论知识入手,为后续章节作铺垫。第2章阐述无线传感器网络相关知识背景和研究进展,主要针对重要文献,介绍常用的数学模型和典型方法、算法,并对其优缺点进行比较、分析。第3章至第5章为本文重点内容,这里讨论的问题均为NP-hard问题,故针对每个问题设计了相应的近似算法。第3章首先讨论含有基站的单层无线传感器网络放置问题,根据传感器和中继器传输半径的不同情况,分别设计了性能比为3和7的近似算法,并且对于后者,给出了算法的下界估计。继而在双层无线传感器网络中引入基站,设计了性能比为5 +ε的近似算法,为第4章的研究奠定基础。传感器节点很容易被破坏,在任何情况下都可能由于能量损耗、环境侵蚀或是受到恶意攻击而失效,因此有关容错性的设计至关重要。第4章分别研究了含有基站的单层和双层无线传感器网络的容错性。对于单层无线传感器网络,研究k -连通问题;对于双层无线传感器网络,首先对双覆盖双连通问题设计近似算法,并将其容错性推广到k -覆盖2-连通,给出算法及性能比。随着定位系统的日益发展,二维空间的研究渐渐不能够满足人们的需求。第5章中研究三维无线传感器网络的中继器放置问题,主要针对双层无线传感器网络上的单覆盖单连通和容错性问题,根据算法因子的取值不同,设计相应的算法,给出常数性能比。因此拓宽了无线传感器网络的研究及应用领域。最后在第6章中对本文进行总结与展望,并指出有关无线传感器网络放置问题中的一些有待继续研究的问题。

关键词：中继器放置基站单层无线传感器网络双层无线传感器网络容错性三维无线传感器网络混合无线传感器网络

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无线传感器网络容错性及拓扑控制问题研究

无线传感器网络容错性及拓扑控制问题研究

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作者：于江龙杭州电子科技大学

学位级别：硕士

无线传感器网络由大量随机分布在恶劣环境中的传感器组成,且能量不可再生。在较长距离的通讯中能量消耗以距离的指数形式增长,因而节能自然而然成为无线传感器网络重点研究的课题。放置功能更为强大的中继器,增强网络的容错性,对网络的... 详细信息

无线传感器网络由大量随机分布在恶劣环境中的传感器组成,且能量不可再生。在较长距离的通讯中能量消耗以距离的指数形式增长,因而节能自然而然成为无线传感器网络重点研究的课题。放置功能更为强大的中继器,增强网络的容错性,对网络的拓扑结构进行控制等都是较为重要的降低能量损耗,延长网络寿命的重要策略。本文正是从以上两个方面着手研究节能问题,具体内容如下: 第1章介绍与本文相关的图论和组合优化的基本概念和基础理论。第2章对后文研究内容进行综述介绍,阐述关于无线传感器网络容错性及拓扑控制问题的研究现状以及理论成果,并对相关问题做简单比较和分析。第3章重点讨论了含有基站的双层无线传感器网络中的容错性问题。传感器节点很容易被破坏,在任何情况下都可能由于能量损耗、环境侵蚀或是受到恶意攻击而失效,因此有关容错性的设计至关重要。本章首先针对2-覆盖2-连通问题给出了性能比为(10 +ε)的近似算法,其次,对3-覆盖3-连通问题设计相关算法,并最终推广到k -覆盖3-连通。第4章从拓扑控制角度研究节能问题。利用半径可变的连通感应覆盖集合来研究网络寿命问题,即如何给寻找到的半径可变的无线传感器网络传感器集合分配工作时间,使得整个网络的工作时间最长,并且任一传感器最终总能耗值不能超过其能量初始值。利用The Garg-konemann algorithm和原始对偶思想求解相关问题,给出了性能比为r (1 +ε)(1 + 2log hn)(ε> 0)的近似算法,其中r为相连路长,n为整个网络中传感器的个数,h为任一传感器可供选择的传感半径的个数。第5章设计了一个贪婪的启发式算法,通过寻找数目最多的覆盖连通集合,来达到增大网络寿命的目的。其中涉及了线性规划和整数规划问题。第6章对本文研究工作进行总结与归纳,并指出无线传感器网络中的一些有待继续研究的问题。

关键词：双层无线传感器网络容错性拓扑控制网络寿命覆盖连通

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面向故障容忍的无线传感器网络覆盖控制

面向故障容忍的无线传感器网络覆盖控制

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作者：陈侃北京邮电大学

学位级别：硕士

在双层无线传感器网络中,中继器节点负责接收传感节点采集的数据,通过与其他中继器节点相互协作,将数据传送至基站。中继器节点的引入,使得无线传感器网络各层得以分工协作,令网络功能结构更为高效,提高了无线传感器网络的寿命。从业务... 详细信息

在双层无线传感器网络中,中继器节点负责接收传感节点采集的数据,通过与其他中继器节点相互协作,将数据传送至基站。中继器节点的引入,使得无线传感器网络各层得以分工协作,令网络功能结构更为高效,提高了无线传感器网络的寿命。从业务保障角度,需要足够多的中继器节点以保证网络的连通性,提高无线传感器网络故障容忍能力；从经济角度,由于中继器节点价格昂贵,人们通常希望用最少的中继器节点完成目标对象区域的数据采集和传输。为了兼顾业务保障和经济成本两方面因素,本文在保障双层无线传感器网络故障容忍能力前提下,提出了经济性较好的中继器节点部署算法。首先针对双层无线传感器网络在故障容忍参数下的网络建模,提出了DBY-HCG模型。该模型与传统HCG模型相比,包含并区分了基站和中继器节点,减少了中继器节点与每个基站保持k连通所带来的额外开销,并具有与中继器节点约束位置无关的特性。其次,结合上述模型,本文针对中继器节点部署算法在故障容忍条件下的近似度分析和可扩展性的中继器节点部署算法,分别展开研究： 1)针对2-覆盖2-连通故障容忍条件提出了相应的中继器节点部署算法,并对其进行具体的近似度的证明和算法性能的分析。结果显示该策略近似度相对现有研究成果严格缩减至(18+∈),同时算法性能具备一定优势,验证了本文所提出的网络模型的正确性和优越性； 2)针对中继器节点部署算法的可扩展性,结合2-覆盖k-连通的故障容忍条件提出相应的中继器节点部署keCi-RNPB算法。其中,就k-连通子问题,实现了对最小权值k点连通子图的近似求解。与传统中继器节点部署算法相比,该算法支持k扩展。上述两个方面均对中继器约束位置独立。最后,本文通过大量和全面的仿真实验,同经典传统算法做对比,证明了在保证一定故障容忍能力的前提下,本算法所需中继器节点的数量相对少于传统算法,具有较好的适用性和经济性。

关键词：双层无线传感器网络故障容忍中继器节点部署算法近似度 k连通扩展约束位置无关

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基于改进布谷鸟搜索算法的WSN覆盖优化策略

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化工自动化及仪表 2024年第2期51卷 215-221,300页

作者：李思阳昆明理工大学信息工程与自动化学院

针对传感器节点分散不均、覆盖程度低及汇聚层Sink节点冗余等问题,设计了一种双层无线传感器网络覆盖优化方法,该方法对传统布谷鸟搜索算法进行了改进。首先,在种群初始化过程中采用了量子位Bloch球面坐标,可以保持较高的多样性;其次,... 详细信息

针对传感器节点分散不均、覆盖程度低及汇聚层Sink节点冗余等问题,设计了一种双层无线传感器网络覆盖优化方法,该方法对传统布谷鸟搜索算法进行了改进。首先,在种群初始化过程中采用了量子位Bloch球面坐标,可以保持较高的多样性;其次,针对布谷鸟搜索算法的Levy飞行寻优阶段,改进候选解更新方法,随机生成每个纵向维度的新候选解;最后,基于逐维更新贪婪评价策略进行随机游动选择。通过这些改进方式提升了布谷鸟搜索算法的迭代速度和精度,避免相同维度间的干扰。实验结果表明,该改进算法与传统布谷鸟搜索算法、外推人工蜂群算法相比,传感器节点覆盖率分别提高了1.79%和9.87%,汇聚层Sink节点冗余率降低5.13%和21.28%。

关键词：双层无线传感器网络改进布谷鸟搜索算法(ICS) 量子位Bloch球面坐标逐维更新

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