無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Networks,WSN）是由很多有著感知、計算和無線通信能力的小型傳感器節(jié)點,通過無線通信的方式構(gòu)成的網(wǎng)絡,主要是用來收集和處理在網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中目標對象的信息。隨著當前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,WSN如今已廣泛用于各種軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療監(jiān)護、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)觀測等多種領(lǐng)域。在針對無線傳感網(wǎng)絡的覆蓋控制中,通常會在目標區(qū)域大規(guī)模隨機部署傳感器節(jié)點。但是隨機部署常常會導致節(jié)點分布不均勻從而產(chǎn)生覆蓋空洞或者冗余覆蓋,致使網(wǎng)絡感知能力與通信能力的下降,影響到網(wǎng)絡覆蓋質(zhì)量。本文針對隨機部署導致傳感器節(jié)點分布不均勻產(chǎn)生的問題,著重研究移動傳感器節(jié)點重部署理論和方法,提升網(wǎng)絡覆蓋性能。主要研究工作包括:（1）針對無線傳感網(wǎng)絡區(qū)域劃分問題,本文結(jié)合可信信息覆蓋模型（Confident Information Coverage,CIC）與泰森多邊形圖（Voronoi）的優(yōu)點,研究了CIC模型和Voronoi融合的技術(shù)難點,設計出一種新的面向可信信息覆蓋的泰森多邊形區(qū)域劃分算法（CIC-Voronoi）。仿真實驗結(jié)果表明,該算法與傳統(tǒng)圓盤模型下的泰森多邊形法相比較,... 

【文章來源】：南華大學湖南省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

無線傳感器網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

4作用。這些問題在很大程度上會影響無線傳感網(wǎng)絡的質(zhì)量和覆蓋性能等。因此，我們就需要面向具體應用來研究適應于無線傳感器網(wǎng)絡的更為高效的覆蓋控制算法，通過有限的資源合理利用來提供更為優(yōu)化的服務質(zhì)量[19]。1.3無線傳感網(wǎng)應用與發(fā)展無線傳感器網(wǎng)絡自面世以來，其極為廣闊的應用前景及重要的科研價值受到了國內(nèi)外學術(shù)界以及其他各業(yè)界的諸多關(guān)注。無論是在軍事國防[20]、工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[21][22][23]，還是在健康醫(yī)療[24][25]、環(huán)境監(jiān)測[26][27][28]以及生活領(lǐng)域[29][13]都有了不同程度的發(fā)展。下面列舉部分WSN的典型應用：圖1.2傳感器網(wǎng)絡部分應用圖(1)在環(huán)境監(jiān)測方面的應用。在環(huán)境監(jiān)測方面，由于傳感器網(wǎng)絡可以部署在許多復雜環(huán)境中，通過對環(huán)境中的各種指標監(jiān)測去進行風險的預警是可能的。同時由于其低成本，靈活性高，通常可以給人類提供極大的便利。環(huán)境監(jiān)測通常包括地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測、軍事環(huán)境監(jiān)測和自然環(huán)境監(jiān)測等。在一些地質(zhì)勘探或者采煤采礦等工作中，安全防護極為重要，此時進行傳感器的探測以及有效地檢測就能夠在一定程度上避免危險的發(fā)生，保障了人力與物力的安全。軍事運用中，傳感器節(jié)點通常在信息探索，偵查等方面起到極大的作用，正是由于傳感器節(jié)點隱蔽性強可靠性高，已經(jīng)成為軍事戰(zhàn)略中不可缺少的一部分。在自然環(huán)境下的監(jiān)測，主要包括森林火災、氣象預警以及大氣污染空氣質(zhì)量等。上述例子都說明了無線傳感器網(wǎng)絡在各類環(huán)境監(jiān)測中都有著極為重要的作用。

13一般來說隨著與節(jié)點距離的增加，對目標點的監(jiān)測能力逐漸減弱。因此，圓盤模型不能完全準確的反應節(jié)點感知能力與環(huán)境變量之間的關(guān)系。圖2.1圓盤感知模型2.2.2概率感知模型衰減感知模型概率感知模型是一種非定向的圓盤延伸模型[58]。在實際應用中，傳感器節(jié)點的無線接收感測質(zhì)量信號會受到外界環(huán)境的干擾，一般情況下，傳感器的傳感質(zhì)量會隨著傳感器節(jié)點與空間點之間距離,的增加而降低而呈現(xiàn)概率的特征。衰減感知模型顯示了這種衰減傳感特性。用數(shù)學函數(shù)表示為,,,,0,…………………(2-2)其中，其中α是衰減指數(shù)，是表示傳感器單元物理特性的參數(shù)，C為常數(shù)。圖2.2(a)表示了這種衰減模型，距離小于的所有空間點表現(xiàn)出這種衰減特性覆蓋度，距離大于之外的所有空間點表示為0的覆蓋度。②截斷衰減感知模型在衰減覆蓋模型中，當空間點與傳感器之間的距離不太大時，傳感器監(jiān)測質(zhì)量可能不會受到影響，呈現(xiàn)出圓盤模型的特點。當目標距離傳感器越來越遠時，覆蓋度會呈現(xiàn)出概率衰減的特性。由于圓盤模型的特點，只要目標點位置位于節(jié)點的感知范圍內(nèi)，就能夠被傳感器感知到，當距離超出一定的感知范圍后，覆蓋度可以被忽略。通過截斷距離覆蓋度表示這種模型，用數(shù)學函數(shù)表示為：

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于無線Mesh的無線傳感器網(wǎng)絡模擬與研究[D]. 樓盈天.浙江理工大學 2011



本文編號：3061484