柵欄覆蓋作為覆蓋控制的子問題,主要研究移動目標(biāo)穿越監(jiān)控區(qū)域時被傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的問題,被廣泛應(yīng)用于邊境監(jiān)測、工業(yè)安保、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域,具有重要的理論研究價值和實(shí)際應(yīng)用前景。目前,傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)柵欄覆蓋控制研究已經(jīng)積累了一些研究成果。隨著多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的增多,有向傳感器節(jié)點(diǎn)(如視頻傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器)在柵欄覆蓋中得到了廣泛的應(yīng)用。同時,不同于傳統(tǒng)的全向感知的節(jié)點(diǎn),有向節(jié)點(diǎn)獨(dú)特的方向感知特性給柵欄覆蓋的研究帶來了新的挑戰(zhàn)。本文主要針對有向傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的柵欄覆蓋控制技術(shù)展開研究,主要的研究成果包括:(1)分析了不同的節(jié)點(diǎn)部署策略對有向傳感器網(wǎng)絡(luò)中柵欄覆蓋形成概率的影響。主要研究了兩種節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)部署策略:LNRO部署策略和Poisson部署策略。針對這兩種部署策略,分別建立了數(shù)學(xué)模型,深入分析了兩種數(shù)學(xué)模型下有向傳感器網(wǎng)絡(luò)形成柵欄覆蓋的充分條件,推導(dǎo)了柵欄覆蓋形成概率的模型值。仿真實(shí)驗(yàn)分析了兩種部署策略下,網(wǎng)絡(luò)部署節(jié)點(diǎn)總數(shù),節(jié)點(diǎn)的感知半徑以及感知角度對形成柵欄覆蓋的影響;并比較了兩種部署策略的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為實(shí)際應(yīng)用中針對有向傳感器網(wǎng)絡(luò)柵欄覆蓋的節(jié)點(diǎn)部署提供了一個參考。...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景和意義
        1.1.1 有向傳感器網(wǎng)絡(luò)
        1.1.2 覆蓋問題
        1.1.3 研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 目標(biāo)覆蓋與區(qū)域覆蓋的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 柵欄覆蓋
    1.3 研究挑戰(zhàn)
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 論文組織結(jié)構(gòu)
2 相關(guān)工作
    2.1 有向傳感器節(jié)點(diǎn)
        2.1.1 節(jié)點(diǎn)類型
        2.1.2 感知模型
    2.2 節(jié)點(diǎn)部署
    2.3 柵欄覆蓋
        2.3.1 基本概念
        2.3.2 研究現(xiàn)狀
        2.3.3 設(shè)計考慮因素
        2.3.4 評價體系
        2.3.5 加強(qiáng)柵欄覆蓋的方法
    2.4 本章小結(jié)
3 有向傳感器網(wǎng)絡(luò)柵欄覆蓋形成概率分析
    3.1 引言
    3.2 網(wǎng)絡(luò)模型和相關(guān)假設(shè)
    3.3 柵欄覆蓋形成概率分析
        3.3.1 LNRO模型
        3.3.2 Poisson部署策略
    3.4 仿真實(shí)驗(yàn)與性能分析
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計與參數(shù)設(shè)置
        3.4.2 LNRO模型仿真分析
        3.4.3 Poisson模型仿真分析
        3.4.4 LNRO模型vs Poisson模型
    3.5 本章小結(jié)
4 能量有效的有向傳感器網(wǎng)絡(luò)柵欄覆蓋算法
    4.1 引言
    4.2 問題描述
        4.2.1 相關(guān)假設(shè)和參數(shù)
        4.2.2 有向節(jié)點(diǎn)的能動性
        4.2.3 問題定義
    4.3 能量有效柵欄覆蓋(EEBC)算法
        4.3.1 尋找柵欄集合
        4.3.2 分配工作時間
        4.3.3 EEBC算法描述
    4.4 實(shí)驗(yàn)仿真與性能分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計
        4.4.2 節(jié)點(diǎn)數(shù)目
        4.4.3 感知半徑
        4.4.4 感知角度
        4.4.5 感知半徑/節(jié)點(diǎn)總數(shù)的增長比例
        4.4.6 與DP算法比較
    4.5 本章小結(jié)
5 有向傳感器網(wǎng)絡(luò)柵欄覆蓋修復(fù)算法
    5.1 引言
    5.2 問題描述
        5.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型與相關(guān)假設(shè)
        5.2.2 柵欄漏洞
        5.2.3 問題提出
    5.3 有向柵欄覆蓋的動態(tài)修復(fù)算法
        5.3.1 虛擬柵欄
        5.3.2 修復(fù)柵欄漏洞
        5.3.3 最少漏洞數(shù)柵欄修復(fù)算法
        5.3.4 最小移動距離柵欄修復(fù)算法
    5.4 實(shí)驗(yàn)仿真與性能分析
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)場景的設(shè)定
        5.4.2 柵欄覆蓋形成概率
        5.4.3 網(wǎng)絡(luò)生存周期
    5.5 本章小結(jié)
6 節(jié)點(diǎn)數(shù)目有限的柵欄覆蓋算法
    6.1 引言
    6.2 問題描述
        6.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型與相關(guān)假設(shè)
        6.2.2 入侵監(jiān)測率
        6.2.3 問題提出
    6.3 分布式動態(tài)巡邏(DDP)算法
    6.4 高概率動態(tài)監(jiān)測(DMHP)算法
    6.5 實(shí)驗(yàn)仿真與性能分析
        6.5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與參數(shù)設(shè)計
        6.5.2 DDP算法分析
        6.5.3 DMHP算法分析
        6.5.4 DDP算法vs DMHP算法
    6.6 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 論文工作總結(jié)
    7.2 課題工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間完成的學(xué)術(shù)論文
攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研項(xiàng)目



本文編號：3842808