检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李海荟中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

无线传感器网络作为数据收集的关键技术得到了人们的重点关注。传统的无线传感器网络全部由静态传感器节点构成,多跳转发的数据上传方式使位于汇聚节点附近的节点能量消耗过快,使网络产生能量空洞。为了解决该问题,研究者们引入了移动... 详细信息

无线传感器网络作为数据收集的关键技术得到了人们的重点关注。传统的无线传感器网络全部由静态传感器节点构成,多跳转发的数据上传方式使位于汇聚节点附近的节点能量消耗过快,使网络产生能量空洞。为了解决该问题,研究者们引入了移动传感器的概念。移动传感器可以均衡网络内的能量消耗,并因其具有更强的感知及处理能力,可以高效的收集数据。由于移动传感器需要在监测区域内来回移动,能量消耗很大,并且其能量很难进行补充,使移动传感器的应用受到很大限制。如何节约能量,延长网络生命周期成为了移动传感器应用研究的热点。本文针对采用多个移动汇聚节点收集数据的传感器网络,提出了一种多移动汇聚节点能耗均衡算法,目的在于延长整个网络的生命周期。本文将网络监测区域划分成几个子分区,每个移动汇聚节点负责收集一个分区内的数据的,参照移动汇聚节点收集数据与移动两方面的能量消耗来均衡每个分区内的能量消耗。算法主要包括三个步骤:(1)将网络划分成多个大小相同的正六边形网格,网格边长与静态传感器节点的传输半径相同,网格的中心点作为移动汇聚节点收集数据的停靠点。(2)根据移动汇聚节点收集数据的能耗,将网络监测区域初步划分成多个子分区。使移动汇聚节点在每个分区中收集数据的能耗基本相同。(3)根据移动汇聚节点在子分区内遍历所有网格时移动能耗,对分区进行调整。提出了相邻分区间的网格移动策略,减少移动汇聚节点的重复移动路径。本文基于Java语言对算法中的关键过程进行了验证。实验表明,本文提出的算法可以明显的减小移动汇聚节点在子分区中的能量消耗差值,使各个移动汇聚节点的能量得到了充分利用,有利于延长网络生命周期。并且,网格移动策略使分区变得更加规整,有利于减少移动汇聚节点移动步数并节省能量。实验对比了六边形划分与四边形划分中移动汇聚节点的能量消耗值,结果表明,采用六边形划分网络时移动汇聚节点的能量消耗相对较少,并且监测区域越大,移动汇聚节点节省的能量越多,这样同样有利于延长网络生命周期。

关键词：混合无线传感器网络六边形网格移动汇聚节点能量消耗均衡

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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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无线传感器网络中移动传感器节点派遣算法的研究

无线传感器网络中移动传感器节点派遣算法的研究

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作者：陈宇铮浙江工业大学

学位级别：硕士

在无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)中,由于节点部署的不均匀而会产生感知覆盖的盲区,加之单个静态传感器节点的感知和计算能力有限,以及需要及时汇聚感知数据等需要,人们常常在无线传感器网络中部署一些具有更强的感知和... 详细信息

在无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)中,由于节点部署的不均匀而会产生感知覆盖的盲区,加之单个静态传感器节点的感知和计算能力有限,以及需要及时汇聚感知数据等需要,人们常常在无线传感器网络中部署一些具有更强的感知和计算能力的移动传感器节点,这些移动节点一方面可以移动到感知盲区去采集数据,也可以在静态节点侦测到事件发生后,迅速移向感兴趣的区域做数据收集和分析。我们称这样的无线传感器网络为混合无线传感器网络。在一个混合无线传感器网络中,移动传感器节点最耗能的操作是移动,如何减少移动传感器节点的移动距离并同时能让其完成任务是一个富有挑战性的研究课题。若工作任务仅仅派遣给某些特定的移动传感器节点,这些移动节点的能量就会很快耗尽,并造成残存传感器节点的工作负载增大。本文提出了一个移动传感器节点的派遣算法,旨在均衡各个移动传感器节点的移动负载,能按优先级响应事件地点,并且适用于移动传感器节点的数量和事件发生地点的数量不匹配的情况。即：当移动传感器的数量大于事件地点数量时,本论文将其转化为一个带权完全二分图上的最大匹配问题(maximum matching problem)。当事件地点数量大于移动传感器节点的数量时,本文先将事件地点聚类分簇,然后派遣移动传感器节点到各个簇中完成任务。为了减少传感器节点之间的消息传输量,本论文也提出了一个分布式的算法。仿真实验结果表面,本论文所提出的算法能够使得整个混合无线传感器网络的生存寿命(lifetime)延长20%左右,并且分布式算法可以有效地降低网络中的数据包交换量。

关键词：无线传感器网络混合无线传感器网络移动传感器节点派遣负载均衡最大匹配

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基于最小密度模型的混合无线传感网节点部署策略研究

基于最小密度模型的混合无线传感网节点部署策略研究

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作者：顾焕钊南京邮电大学

学位级别：硕士

无线传感器网络是由监测区域内部署的大量传感器节点组成的,执行特定的程序,完成特定应用的自组织网络。目前,无线传感器网络中使用的节点主要分为普通传感器节点和多媒体传感器节点两大类。普通传感器节点采集标量信息,如温度,压强,湿... 详细信息

无线传感器网络是由监测区域内部署的大量传感器节点组成的,执行特定的程序,完成特定应用的自组织网络。目前,无线传感器网络中使用的节点主要分为普通传感器节点和多媒体传感器节点两大类。普通传感器节点采集标量信息,如温度,压强,湿度等。多媒体传感器节点则采集图像,视频,声音等多媒体信息。由于这两类传感器具有不同的特征,所以人们对由这两类传感器构成的无线传感器网络做了大量的研究。但研究大多只针对某一种传感器构成的网络,普通节点感知类型单一,多媒体节点感知能耗较大,无论哪一类传感器都存在缺陷,而本文则提出了一种将两类传感器混合使用,发挥各自优势,降低劣势影响的无线传感器网络构建方案。节点部署是网络工作的基础,而节点的部署离不开对网络覆盖,节点连通,数据传输,应用需求等方面的分析。本文在对以上问题做出分析后,提出了一种基于最小密度节点部署模型的混合节点部署模型,该模型可以对区域内的目标跟踪,并使用多媒体传感器采集目标的视频信息。在混合节点部署模型的基础之上,本文提出了保证网络全覆盖和节点连通性的低能耗部署方案,包括混合节点子区域协同工作算法和数据传输路由机制两个部分。通过计算,本文证明了最小密度节点混合部署模型具有低冗余的特点;同时通过仿真实验,验证了该网络部署方案具有低能耗的特点,并对网络能耗分布进行了分析,给出了中央区域能耗过高的解决方法,有效的延长了网络的寿命。

关键词：混合无线传感器网络最小密度节点部署模型目标跟踪节点协同工作算法

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混合无线传感网中可信信息覆盖空洞修补策略研究

混合无线传感网中可信信息覆盖空洞修补策略研究

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作者：唐祖君南华大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)已广泛应用于环境监测和预报、医疗系统与健康护理、工业监测、精细农业等诸多领域。覆盖作为衡量WSN性能的重要指标,反映和刻画了一个区域被感测程度的优劣。节点因自身能量的匮乏而导致... 详细信息

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)已广泛应用于环境监测和预报、医疗系统与健康护理、工业监测、精细农业等诸多领域。覆盖作为衡量WSN性能的重要指标,反映和刻画了一个区域被感测程度的优劣。节点因自身能量的匮乏而导致的失效和骤然发生的故障、物理攻击、恶劣的目标部署区域、及随机部署方式下的节点分布不均等都将会造成网络感知能力和通信能力的降低,从而产生覆盖空洞,影响网络的服务质量。本文着重研究包含静态传感器和移动传感器的混合无线传感器网络(Hybrid Wireless Sensor Networks,HSN)区域覆盖空洞修补问题。当目标感测区域出现覆盖空洞时,需要根据已检测出的空洞数目、位置和大小,设计高效的算法合理移动传感器节点前去修补,进而保证网络的覆盖质量。当前针对HSN中覆盖空洞修补的研究大多是基于简化且理想化的圆盘节点覆盖模型及其衍生和改进模型,这类研究没有充分考虑被感测区域中环境变量自身的空间相关性,也未考虑通过节点之间的协同感测来修补空洞,且计算量大,节点数目、能量消耗等成本高,在一定程度上造成了传感器节点资源的浪费。本文采用一种新的可信信息覆盖(Confident Information Coverage,CIC)模型作为节点覆盖模型,根据已检测出的CIC空洞的位置、数目和大小,考虑了传感器节点自身的能量特性以及修补的目标要求,设计高效可行的集中式和分布式CIC空洞修补算法,旨在提高和优化混合无线传感器网络的覆盖质量和延长网络寿命。本文对两种算法进行了一系列仿真实验,实验结果表明,本文提出的两种方案都能在有效修补CIC空洞的同时最小化移动节点的总移动能量消耗,或使移动节点在完成修补工作后的平均剩余能量最大化,或最小化移动节点的最大移动能量消耗,即两种方案能够满足覆盖要求和延长网络寿命。

关键词：混合无线传感器网络覆盖空洞可信信息覆盖模型空洞修补算法

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面向能耗均衡的无线传感网数据聚合技术研究

面向能耗均衡的无线传感网数据聚合技术研究

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作者：沈天呈南京邮电大学

学位级别：硕士

无线传感器网络是由具有感知、计算和通信能力的节点组成。通过先进的网络协议,这些节点设备从网络空间连通到了现实的物理世界。这种连通的网状网络会寻求并且利用任何可能的通信路径在节点之间通过多跳来寻找其目的节点,通过这些节点... 详细信息

无线传感器网络是由具有感知、计算和通信能力的节点组成。通过先进的网络协议,这些节点设备从网络空间连通到了现实的物理世界。这种连通的网状网络会寻求并且利用任何可能的通信路径在节点之间通过多跳来寻找其目的节点,通过这些节点之间的互联互通,无线传感网能够传输例如温度,声音,图像等许多数据,因此具有广泛的应用前景。但节点体积很小,从而限制了其电池容量、存储空间和计算处理能力,而现代无线传感网内收集到的信息处理要求高、数据量大,数据类型也不相同,因此在数据传输过程中引入数据聚合技术以节约网络能量,在层簇式数据传输过程中保持每层或每簇能耗均衡来延长网络生命周期。距离基站越远,节点把数据传回基站消耗的能量越大,其生命周期就越短。针对这个问题,本文首先将节点按照距离基站的远近分成内外两个区域。内区域间节点向上逐层聚合并转发数据,最终由顶层节点聚合完所有数据后把信息发给基站。此方法可以避免分簇数据聚合中所有簇头节点直接传输数据给基站所造成的能量代价高的缺点;外区域分成非均匀大小的簇,每个簇由簇头收集数据后逐层向上聚合转发。该方法可避免距离基站较远处的簇头节点与基站直接通信的巨大能耗。仿真实验表明,本方法同MTP算法和CDFUD算法相比,能够较好地均衡各层能耗,有效节约总能量。其次,针对在混合无线传感网数据收集过程中由于数据类型的不同造成的收集效率低下,节点能耗不均等问题,提出一种新的收集协议。将网络划分为面积不相等的网格,在每个网格中引入主次簇头分别构建针对矢量和标量信息的数据收集路径。实验结果表明,同MTP、CDFUD等层簇式数据收集方法相比,本方法具备了较好的能耗均衡性和较长的网络生存时间。

关键词：混合无线传感器网络数据聚合非均匀分簇能耗均衡

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网络化机器人系统下的目标跟踪与追捕研究

网络化机器人系统下的目标跟踪与追捕研究

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作者：石坤中国科学院研究生院

学位级别：硕士

随着机器人应用领域的不断拓展，机器人系统有时仅靠自身感知无法满足日益复杂的任务和环境需求。网络化机器人系统通过与环境的交互扩展机器人系统的感知能力，受到普遍重视，已经成为机器人学的重要研究方向之一。本文针对网络化机器... 详细信息

随着机器人应用领域的不断拓展，机器人系统有时仅靠自身感知无法满足日益复杂的任务和环境需求。网络化机器人系统通过与环境的交互扩展机器人系统的感知能力，受到普遍重视，已经成为机器人学的重要研究方向之一。本文针对网络化机器人系统下的目标跟踪与追捕问题开展研究，主要内容如下：\n 首先，本文综述了网络化机器人系统的研究现状，对多机器人系统、机器人定位和无线传感器网络进行了简要介绍，并对论文的选题背景和结构安排做了介绍。\n 其次，提出了一种网络化机器人系统框架，包括控制台、服务器单元和多机器人系统三部分，其中服务器单元作为环境智能的提供者。控制台、服务器单元与多机器人系统通过无线局域网联系起来，服务器单元与控制台之间还可通过有线局域网进行信息传送。\n 第三，开展了室内环境下基于固定摄像机的目标定位研究，提出采用BP神经元网络建立图像中移动物体信息与其实际位置的映射，实现了室内环境下物体的粗定位；对多摄像机下的目标定位进行了研究。\n 第四，研究了网络化机器人系统下目标追捕问题。控制台基于电子地图、服务器单元基于视觉定位为机器人提供任务相关信息，在此基础上，机器人结合自身码盘、电子罗盘和超声信息进行运动决策，实现目标追捕。\n 第五，设计一种基于区域划分和动态静态节点混合无线传感器网络的多机器人目标追捕方法。开展静态节点和动态节点混合网络布局研究。考虑到静态节点、感知空洞和多区域的情况，采用动态跟踪簇、联合目标跟踪策略实现对目标的有效跟踪。在此基础上，用户层综合各区域目标信息进行任务分配与调度，机器人进而根据多区域环境下的目标追捕策略执行任务。\n 最后，论文对所取得的研究成果进行了总结，并阐述了下一步的工作。

关键词：网络化机器人系统目标定位混合无线传感器网络电子地图区域划分

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基于生成图算法的混合WSNs的避障调度研究

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传感器与微系统 2015年第12期34卷 19-21页

作者：谢光前李春光潘丰江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 常州工学院计算机信息工程学院江苏常州213000

为了解决存在障碍物的混合无线传感器网络(WSNs)的动态传感器调度问题,构建了基于生成图的调度算法和模型。利用基于网格的技术获得了障碍物的规整化图形;根据基于生成图的算法,使得最短路径的搜索空间限制在连通图中;在实现最短避障路... 详细信息

为了解决存在障碍物的混合无线传感器网络(WSNs)的动态传感器调度问题,构建了基于生成图的调度算法和模型。利用基于网格的技术获得了障碍物的规整化图形;根据基于生成图的算法,使得最短路径的搜索空间限制在连通图中;在实现最短避障路径的基础上,获得了动态传感器的能量有效性的调度目标。通过仿真,验证了方法的有效性。

关键词：混合无线传感器网络基于网格的生成图调度

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