文档介绍：无线传感器网络中的栅栏覆盖研究湖南大学博士学位论文童些鱼整;让篁扭廛旦堇苤迨塞握童目塑生学校代号:学密号:级:普通
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作者虢卿尢’罗夕雳尸日期:/瓿г码廊籪湖南大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:伽夷日期:俚年辉耭本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C茑颉朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭作者签名:导师签名:
摘要动目标礁鼋嵌日关⒘松钊胙芯俊G罢呤墙饩鑫尴叽ǜ衅魍缛绾翁讲獾侥勘甑的穿行时间受限时,现有基于广度优先搜索的穿越算法不能保证路径满足约束条无线传感器网络琖怯纱罅考扑恪⑼ㄐ偶按娲能力有限的传感器节点组成的特殊纾筛兄!⒉杉褪凳贝ǖ菁嗖舛象的各种参数,在军事、工业及民用等领域应用广泛,是目前一个非常活跃的研究领域。覆盖问题是无线传感器网络研究中的关键问题之一,它反映了传感器网络所提供的“感知”服务质量,可以使无线传感器网络的空间资源得到优化分配。论文针对无线传感器网络的栅栏覆盖问题,从监控方ǜ衅魍和反监控方问题,而后者则关注如何在已有覆盖的基础上提高网络覆盖性能。本文主要工作包括以下几个方面:紫龋疚拇颖患嗖獾囊贫勘昙捶醇嗫胤降慕嵌瘸龇ⅲ芯苛耸苁奔湓束的目标如何安全穿越传感器网络的问题。当智能目标穿越敌方无线传感器网络件。为此,论文建立了一种穿越模型,并提出一种启发式的近似数值优化算法酳。算法利用冀肪段侍庥蚶肷⒒扑鉜边的两个衡量指标:暴露度和穿行时间,结合线性聚合的启发式路由机制,使目标实现满足时间约束值的最佳穿越。分析和试验结果表明算法解决了目标穿越时间受限情况下的穿越问题,且随系数尼的增加,算法搜索路径更接近实际最佳。芯苛斯旒3ざ仁茉际哪勘甏┰轿侍狻T谑导视τ弥校赡苡捎谝恍┎可抗拒因素的原因纾耗芎,目标必须兼顾穿行轨迹的长度,过长的轨迹无疑要消耗更多的能源。尽管当目标以匀速运动前进时,路程的消耗可转换成对时问的消耗,但若目标以变速前进时,路程和目标穿行时间难以进行有效转换。为此,本文采用网格技术,并结合标签设定路由机制,提出一种轨迹长度受约束的目标穿越轨迹算法。该算法可使智能目标在起点至终点的轨迹长度不大于约束闽值的前提下实现近似最优穿越。分析和试验结果表明,算法能有效搜索到满足约束条件的近似最佳轨迹,同时可以通过增加网格阶数来提高轨迹精确度。芯苛嘶谟邢蚋兄DP偷娜跽だ父哺俏侍狻D壳埃赜谌跽だ父哺强刂方面的研究一般是针对满足全向性感知模型的传感器网络展开。然而,传感器网络构造栅栏时,仅需用到传感器节点的部分感知区域即扇形区域,显然采用全向感知模型将导致节点能源的浪费。为此,本文采用有向感知模型来展开弱栅栏覆盖问题的研究,分析了传感器网络构造弱栅栏覆盖的概率以及间隙长度锤哺侨口∮谀勘甏笮〉母怕剩⑻岢鲆恢秩跽だ父哺瞧舴⑹焦乖焖惴ā8盟惴ㄍü无线传感器网络中的栅栏覆盖研究
算节点覆盖区域在区域边界的投影,将弱栅栏覆盖问题转化为一维线覆盖问题,且算法可依据目标的大小来调控问隙距离,从而使网络探测到目标的同时最小化节点数。实验结果表明,采用有向感知模型的方案为构造栅栏所需激活节点数少于基于全向感知模型的方案,且构建弱栅栏覆盖所需节点数随着目标大小的增加而减少。芯苛嘶谑萑诤系那空だ父哺俏侍狻6杂谘厝我饴肪洞┰酱辞虻移动目标,分布于区域的无线传感器网络通常构造强栅栏覆盖以检测穿越目标,并利用节点睡眠调度策略有效缓解节点能量受限问题。然而,现有研究一般基于圆盘感知模型且未考虑节点譐的协作,容易导致传感器节点的浪费。针对此问题,本文采用概率性感知模型,并利用数据融合技术构造虚拟节点来增加节点覆盖区域。在此基础上,提出一种栅栏覆盖控制算法。算法借助分治法构造栅栏,以减少节点问通信丌销;并调度传感器使冗余节点睡眠,达到减少网络能耗和延长网络寿命的目的。实验结果表明,算法在栅栏数、网络寿命等性能上均优于基于节点监测数据未融合的栅栏覆盖控制算法。詈螅芯苛嘶诟怕市阅P偷钠撸ㄕだ父哺俏侍狻8哺呛土ㄊ谴感器网络的两个重要属性,在网络设计中扮演着重要角色。然而,目前大部分相关工作仅考虑其中一类问题,而未将覆盖和连通结合研究分析。而且,研究成果大部分是基于圆盘模型,该模型并不能有效利用节点的感知和