无线传感器网络栅栏覆盖研究

论文摘要

随着物联网概念的兴起,作为基础设施的无线传感器网络越来越受到研究者的广泛关注。得益于集成芯片、传感器、通信等多项技术的飞速发展,无线传感器节点能够降低成本、多功能、长时间存活等,使得无线传感器网络的多场景、大规模应用成为现实。目前,无线传感器网络在森林环境监测、智慧城市、医疗监控、军事国防、工农林业生产有着多种示范应用。覆盖反映了无线传感器网络对部署区域敏感指标的监测能力,是考察无线传感器网络服务质量的重要指标之一。覆盖控制能够提高无线传感网络资源的利用效率,提高网络的生命时长,高效节能的覆盖控制算法是构建无线传感网的重点研究方向之一。栅栏覆盖主要考察移动目标穿越检测区域能否被传感网节点检测、智能移动目标的移动轨迹算法及实验应用等。栅栏覆盖在边境布控、森林防火、工农业生产、军事反监控等领域有巨大的应用潜力。在此背景下,本论文首先介绍了无线传感器网络的基本知识和无线传感器网络栅栏覆盖的相关定义,总结了现有研究取得的相关成果。针对智能移动目标寻找合适移动轨迹的问题,分析了目前已有的移动轨迹算法的不足,提出了一种通过选择合适前进方向来生成移动轨迹的AFMP(Angle First Moving Path)算法,理论分析与仿真结果表明,AFMP算法无需全局节点信息,对节点的感知半径无同构要求,对节点部署密度和分布有较低的敏感度,特别适用于只知节点局部信息的情况,算法复杂度也低于Voronoi算法和理想网格算法。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题来源及本文工作
• 1.3 本文组织
• 第二章 无线传感器网络概述
• 2.1 无线传感器网络基础
• 2.1.1 网络结构
• 2.1.2 节点结构
• 2.1.3 网络协议栈
• 2.2 无线传感器网络特点
• 2.3 无线传感器网络应用
• 2.4 无线传感器网络关键技术
• 2.4.1 覆盖控制
• 2.4.2 定位技术
• 2.4.3 路由技术
• 2.4.4 数据融合技术
• 2.4.5 数据管理
• 2.4.6 网络安全
• 2.5 本章小结
• 第三章 无线传感器网络栅栏覆盖控制
• 3.1 覆盖控制相关概念
• 3.1.1 覆盖控制定义
• 3.1.2 性能衡量指标
• 3.1.3 覆盖分类
• 3.2 感知模型分类
• 3.3 节点部署和节点调度分类
• 3.3.1 节点部署分类
• 3.3.2 节点调度分类
• 3.4 栅栏覆盖控制概述
• 3.4.1 研究现状
• 3.4.2 相关定义
• 3.5 栅栏覆盖中典型算法
• 3.5.1 DBCS 算法
• 3.5.2 FDP 算法
• 3.5.3 Gird 算法
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于前进方向的AFMP 移动轨迹算法
• 4.1 相关定义
• 4.2 移动轨迹AFMP 算法
• 4.3 AFMP 算法仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的学术论文
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目
• 攻读硕士学位期间获得的专利申请
• 缩略词表
• 图表清单
• 参考文献