有向传感器网络栅栏覆盖控制技术研究
发布时间：2023-08-18 19:29
栅栏覆盖作为覆盖控制的子问题,主要研究移动目标穿越监控区域时被传感器节点监测的问题,被广泛应用于边境监测、工业安保、环境监测等领域,具有重要的理论研究价值和实际应用前景。目前,传统无线传感器网络栅栏覆盖控制研究已经积累了一些研究成果。随着多媒体传感器网络应用的增多,有向传感器节点(如视频传感器、红外传感器、超声波传感器)在栅栏覆盖中得到了广泛的应用。同时,不同于传统的全向感知的节点,有向节点独特的方向感知特性给栅栏覆盖的研究带来了新的挑战。本文主要针对有向传感器网络领域的栅栏覆盖控制技术展开研究,主要的研究成果包括:(1)分析了不同的节点部署策略对有向传感器网络中栅栏覆盖形成概率的影响。主要研究了两种节点的随机部署策略:LNRO部署策略和Poisson部署策略。针对这两种部署策略,分别建立了数学模型,深入分析了两种数学模型下有向传感器网络形成栅栏覆盖的充分条件,推导了栅栏覆盖形成概率的模型值。仿真实验分析了两种部署策略下,网络部署节点总数,节点的感知半径以及感知角度对形成栅栏覆盖的影响;并比较了两种部署策略的性能。实验结果为实际应用中针对有向传感器网络栅栏覆盖的节点部署提供了一个参考。...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景和意义
1.1.1 有向传感器网络
1.1.2 覆盖问题
1.1.3 研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 目标覆盖与区域覆盖的研究现状
1.2.2 栅栏覆盖
1.3 研究挑战
1.4 研究内容
1.5 论文组织结构
2 相关工作
2.1 有向传感器节点
2.1.1 节点类型
2.1.2 感知模型
2.2 节点部署
2.3 栅栏覆盖
2.3.1 基本概念
2.3.2 研究现状
2.3.3 设计考虑因素
2.3.4 评价体系
2.3.5 加强栅栏覆盖的方法
2.4 本章小结
3 有向传感器网络栅栏覆盖形成概率分析
3.1 引言
3.2 网络模型和相关假设
3.3 栅栏覆盖形成概率分析
3.3.1 LNRO模型
3.3.2 Poisson部署策略
3.4 仿真实验与性能分析
3.4.1 实验设计与参数设置
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 本章小结
4 能量有效的有向传感器网络栅栏覆盖算法
4.1 引言
4.2 问题描述
4.2.1 相关假设和参数
4.2.2 有向节点的能动性
4.2.3 问题定义
4.3 能量有效栅栏覆盖(EEBC)算法
4.3.1 寻找栅栏集合
4.3.2 分配工作时间
4.3.3 EEBC算法描述
4.4 实验仿真与性能分析
4.4.1 实验参数设计
4.4.2 节点数目
4.4.3 感知半径
4.4.4 感知角度
4.4.5 感知半径/节点总数的增长比例
4.4.6 与DP算法比较
4.5 本章小结
5 有向传感器网络栅栏覆盖修复算法
5.1 引言
5.2 问题描述
5.2.1 网络模型与相关假设
5.2.2 栅栏漏洞
5.2.3 问题提出
5.3 有向栅栏覆盖的动态修复算法
5.3.1 虚拟栅栏
5.3.2 修复栅栏漏洞
5.3.3 最少漏洞数栅栏修复算法
5.3.4 最小移动距离栅栏修复算法
5.4 实验仿真与性能分析
5.4.1 实验场景的设定
5.4.2 栅栏覆盖形成概率
5.4.3 网络生存周期
5.5 本章小结
6 节点数目有限的栅栏覆盖算法
6.1 引言
6.2 问题描述
6.2.1 网络模型与相关假设
6.2.2 入侵监测率
6.2.3 问题提出
6.3 分布式动态巡逻(DDP)算法
6.4 高概率动态监测(DMHP)算法
6.5 实验仿真与性能分析
6.5.1 实验环境与参数设计
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 本章小结
7 总结与展望
7.1 论文工作总结
7.2 课题工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间完成的学术论文
攻读博士学位期间承担的科研项目
本文编号：3842808
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景和意义
1.1.1 有向传感器网络
1.1.2 覆盖问题
1.1.3 研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 目标覆盖与区域覆盖的研究现状
1.2.2 栅栏覆盖
1.3 研究挑战
1.4 研究内容
1.5 论文组织结构
2 相关工作
2.1 有向传感器节点
2.1.1 节点类型
2.1.2 感知模型
2.2 节点部署
2.3 栅栏覆盖
2.3.1 基本概念
2.3.2 研究现状
2.3.3 设计考虑因素
2.3.4 评价体系
2.3.5 加强栅栏覆盖的方法
2.4 本章小结
3 有向传感器网络栅栏覆盖形成概率分析
3.1 引言
3.2 网络模型和相关假设
3.3 栅栏覆盖形成概率分析
3.3.1 LNRO模型
3.3.2 Poisson部署策略
3.4 仿真实验与性能分析
3.4.1 实验设计与参数设置
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 本章小结
4 能量有效的有向传感器网络栅栏覆盖算法
4.1 引言
4.2 问题描述
4.2.1 相关假设和参数
4.2.2 有向节点的能动性
4.2.3 问题定义
4.3 能量有效栅栏覆盖(EEBC)算法
4.3.1 寻找栅栏集合
4.3.2 分配工作时间
4.3.3 EEBC算法描述
4.4 实验仿真与性能分析
4.4.1 实验参数设计
4.4.2 节点数目
4.4.3 感知半径
4.4.4 感知角度
4.4.5 感知半径/节点总数的增长比例
4.4.6 与DP算法比较
4.5 本章小结
5 有向传感器网络栅栏覆盖修复算法
5.1 引言
5.2 问题描述
5.2.1 网络模型与相关假设
5.2.2 栅栏漏洞
5.2.3 问题提出
5.3 有向栅栏覆盖的动态修复算法
5.3.1 虚拟栅栏
5.3.2 修复栅栏漏洞
5.3.3 最少漏洞数栅栏修复算法
5.3.4 最小移动距离栅栏修复算法
5.4 实验仿真与性能分析
5.4.1 实验场景的设定
5.4.2 栅栏覆盖形成概率
5.4.3 网络生存周期
5.5 本章小结
6 节点数目有限的栅栏覆盖算法
6.1 引言
6.2 问题描述
6.2.1 网络模型与相关假设
6.2.2 入侵监测率
6.2.3 问题提出
6.3 分布式动态巡逻(DDP)算法
6.4 高概率动态监测(DMHP)算法
6.5 实验仿真与性能分析
6.5.1 实验环境与参数设计
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 本章小结
7 总结与展望
7.1 论文工作总结
7.2 课题工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间完成的学术论文
攻读博士学位期间承担的科研项目
本文编号：3842808
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3842808.html