無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Networks,WSN）應用范圍遍及各個領域,WSN最早被美國軍方關注研究,其主要用于采集觀察者所需要的信息,在惡劣的環(huán)境中,人類無法親自采集信息,所以采用傳感器來收集和感知特定區(qū)域范圍內的各種信息,例如風速,音量,降水量等信息。每個傳感器感知范圍不同和其攜帶的能量有限,為了保證數(shù)據(jù)的完整性,我們一般會在監(jiān)測環(huán)境中隨機放置高密度的傳感器節(jié)點,但這樣通常以網(wǎng)絡能量的巨大消耗為代價,而且沒有考慮WSN的應用成本。目前節(jié)點調度算法的研究中,不能同時滿足完全覆蓋目標區(qū)域和WSN能源消耗最少的目的,通過對傳感器各部分功能消耗能量的分析,發(fā)現(xiàn)當傳感器節(jié)點休眠的時候,傳感器節(jié)點的能源消耗最低,那么我們可以喚醒最少的節(jié)點使其工作,使其余的傳感器節(jié)點進行休眠狀態(tài),同時達到完全覆蓋區(qū)域和降低網(wǎng)絡能源消耗的要求,所以本文基于這種思想來設計一種新的節(jié)點調度的算法。布爾邏輯的可滿足性問題（Boolean Satisfifiability Problem,SAT）是一個NP完全問題,并且已經(jīng)得到了解決,它是計算機理論和應用的核心問題并且在世界解決NP問題上處于領先... 

【文章來源】：沈陽師范大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：42 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

無線傳感器網(wǎng)絡體系結構

測，部分區(qū)域被重復監(jiān)測，產(chǎn)生冗余節(jié)點，造成能量浪費，成本上升，面對這樣的情況，我們可以對傳感器節(jié)點進行調度研究，使節(jié)點在休眠和喚醒兩種狀態(tài)間相互改變。在一些重要應用領域，對WSN的網(wǎng)絡覆蓋范圍有很高的要求，所以本文把節(jié)點調度作為提高網(wǎng)絡覆蓋能力的一種有效手段進行研究設計[12]，本文將在后續(xù)章節(jié)設計研究對節(jié)點進行精確調度的算法。3.1傳感器節(jié)點的體系結構對WSN內的傳感器節(jié)點進行調度的時候，為了節(jié)省WSN的運行成本，會放低對節(jié)點的要求，簡化節(jié)點的結構，但傳感器節(jié)點的基本結構不會改變，它的基本結構如圖3.1所示：圖3.1傳感器節(jié)點的體系結構(1)傳感模塊傳感模塊相當于感測模塊，接收其他傳感器傳送的數(shù)據(jù)并對其進行轉化。首先傳感器模塊中的傳感器在監(jiān)測區(qū)域采集紫外線強度，風力，光照，位移等物理量，其次傳感器節(jié)點通過傳感器模塊中的交流/直流(AC/DC)方式，把收集到的模擬信號轉換為數(shù)學信號，最終把信息傳送給處理模塊由其進行處理[13]。(2)處理模塊處理模塊相當于中樞模塊，在傳感器結構中有至關重要的作用，從傳感器模塊接收的信息在處理模塊中進行處理，融合，調度，并進行存儲。首先處理模塊中的處理器對接收的信息進行處理，最后由其模塊中的存儲器對經(jīng)過處理的信息進行保存，處理器和存儲器兩者進行互相調度，并且處理信息。由于這個模塊的支持，傳感器節(jié)點對處理信息和任務

基于MiniSAT的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點調度的研究-11-調度的能力大大提升。(3)無線通信模塊無線通信模塊由三部分組成，包括收發(fā)器，網(wǎng)絡，MAC，是不同傳感器節(jié)點交互數(shù)據(jù)的媒介。無線通信模塊相當于通信模塊，通過通信的方式與其他傳感器節(jié)點進行數(shù)據(jù)互換并且可以進行接收和發(fā)送操作。(4)電源供應模塊電源供應模塊相當于電源，電源的能量通常由微小的電池來提供，并且其為另外的三個模塊提供能量，每個模塊使用傳感器節(jié)點能源的情形如圖3.2所示：圖3.2傳感器節(jié)點的能源消耗從圖3.2中可以看到，傳感器節(jié)點的能源主要被無線通信，處理器及傳感器三部分使用，無線通信部分又包括節(jié)點的發(fā)送，接收，空閑，睡眠。在無線通信部分，節(jié)點的發(fā)送部分使用能源的量最大，而且在整個傳感器節(jié)點使用的能源中占比最高，同樣可以看出，節(jié)點在休眠部分使用能源的量最小，而且在整個傳感器節(jié)點使用的能源中占比最低，所以我們可以改進目前的節(jié)點調度算法，增加節(jié)點休眠的數(shù)目，使用最少的節(jié)點喚醒數(shù)目達到對區(qū)域的完全監(jiān)測，減少WSN整體的能源消耗，這將是本文研究的重點。3.2無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的感知模型現(xiàn)如今，WSN節(jié)點的感知模型有三種，是感知模型(Sensingprototype)，二元感知模型(BinarySensingModel)和概率感知模型(ProbabilisticSensingModel)[14]，但由于感知模型不經(jīng)常使用，所以我們只介紹主要的兩種感知模型:二元感知模型和概率感知模型，可以用圖3.3表示：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]面向能耗的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點協(xié)同休眠機制[J]. 趙會峰,蘇漢,胡文建,孫靜.  信息技術. 2020(02)
[2]基于重啟策略的學習子句優(yōu)化方法[J]. 李壯,劉磊,張桐搏,呂帥.  東北大學學報(自然科學版). 2020(01)
[3]基于MATLAB/Simulink和LabVIEW的混凝土泵車攪拌冷卻系統(tǒng)仿真[J]. 揭琳鋒,周孔亢,郭振江,王波.  拖拉機與農(nóng)用運輸車. 2019(06)
[4]無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全融合技術的優(yōu)化[J]. 齊世霞.  電子技術與軟件工程. 2019(18)
[5]大壩廊道無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點布局優(yōu)化[J]. 陳娟,徐蒙,周怡,李鳳玲.  傳感器與微系統(tǒng). 2019(09)
[6]一個具有平均復雜性的SAT問題[J]. 蘇鑫,胡紅鋼.  信息技術與網(wǎng)絡安全. 2019(09)
[7]無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的三維定位技術研究[J]. 高瑞娟,陳桂芬,李鵬.  長春理工大學學報(自然科學版). 2019(04)
[8]無線傳感器網(wǎng)絡基于改進遺傳算法的節(jié)點調度[J]. 陳立萬,楊震,李洪兵,陳強.  重慶郵電大學學報(自然科學版). 2019(03)
[9]美國國防部高級研究計劃局開展顛覆性技術研究的經(jīng)驗與啟示[J]. 任志寬,張百尚,李棟亮.  特區(qū)經(jīng)濟. 2019(05)
[10]基于聯(lián)合節(jié)點行為策略的WSN覆蓋控制算法[J]. 姬曉輝,孫澤宇,閻奔,李傳鋒.  計算機工程與應用. 2019(16)

博士論文
[1]SAT及其相關問題的精確算法研究[D]. 肖凡.華中科技大學 2019

碩士論文
[1]基于地理位置的WSN節(jié)點分化低功耗路由算法研究[D]. 張鵬飛.沈陽航空航天大學 2019
[2]無線傳感器網(wǎng)絡柵欄覆蓋問題算法研究[D]. 黃留信.浙江工業(yè)大學 2019
[3]單采樣下基于壓縮感知的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點三維定位方法研究[D]. 李頌.吉林大學 2019
[4]基于深度學習與概率推理的SAT隨機局部搜索[D]. 謝澤星.華中科技大學 2019
[5]SAT問題的可滿足性判定及其全解研究[D]. 任小芹.電子科技大學 2019
[6]基于改進遺傳算法的無線傳感網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化研究[D]. 楊震.重慶三峽學院 2019
[7]無線傳感器網(wǎng)絡k-覆蓋空洞檢測算法研究[D]. 馬文鈺.東南大學 2019
[8]基于SAT辨識限速區(qū)間的三軸數(shù)控加工速度規(guī)劃方法研究[D]. 蘇志偉.華中科技大學 2018
[9]無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點低功耗電源管理芯片研究[D]. 謝偉杰.電子科技大學 2018
[10]基于擴展規(guī)則的#SAT求解算法研究[D]. 王強.吉林大學 2018



本文編號：3256061