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1、隨著無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了人們的廣泛關(guān)注。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由具有傳感、數(shù)據(jù)處理和短距離無(wú)線通信功能的傳感器組成,在軍事國(guó)防、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)療以及商業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域一個(gè)極為重要的創(chuàng)新課題。
本論文針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的問(wèn)題,借鑒免疫計(jì)算和進(jìn)化計(jì)算的優(yōu)勢(shì),同時(shí)考慮到計(jì)算過(guò)程中平衡機(jī)制,通過(guò)研究目標(biāo)覆蓋、路由問(wèn)題,建立相關(guān)模型,解決在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目
2、標(biāo)覆蓋、路由優(yōu)化等復(fù)雜計(jì)算應(yīng)用問(wèn)題。同時(shí)利用KD樹和P2P機(jī)制對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗、以及目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航問(wèn)題進(jìn)行了研究,通過(guò)與普適醫(yī)療的結(jié)合,提出了面向普適醫(yī)療的心電信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)和工作流優(yōu)化方案。
首先,對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、普適醫(yī)療以及相關(guān)的服務(wù)進(jìn)行了綜述,旨在說(shuō)明無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與普適醫(yī)療研究的的價(jià)值。對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究,強(qiáng)調(diào)了目標(biāo)覆蓋、路由優(yōu)化的優(yōu)化設(shè)計(jì);對(duì)于網(wǎng)絡(luò)能耗,目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航機(jī)制的研究,分別提出了基于KD樹的
3、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗和基于P2P機(jī)制的目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航方案。
然后,在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中選擇以上問(wèn)題進(jìn)行研究,建立模型,提出算法與系統(tǒng)框架,并在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)覆蓋、路由優(yōu)化、協(xié)同能耗優(yōu)化以及目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航問(wèn)題中進(jìn)行驗(yàn)證和應(yīng)用。1)深入分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)覆蓋問(wèn)題的理論模型,利用人工免疫算法來(lái)對(duì)目標(biāo)覆蓋問(wèn)題進(jìn)行建模,通過(guò)人工免疫算法的抗體初始化、抗體增殖、高頻變異、免疫記憶以及免疫消除等操作尋找網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)覆蓋的最優(yōu)解;
4、2)詳細(xì)分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在建立路由過(guò)程中的能量消耗以及服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題,針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)的特點(diǎn),采用多目標(biāo)進(jìn)化算法來(lái)分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由過(guò)程的能量消耗以及服務(wù)質(zhì)量,針對(duì)多目標(biāo)之間可能存在的沖突,利用Pareto-解進(jìn)行分析,通過(guò)建立非支配集合來(lái)保持多個(gè)目標(biāo)的平衡,并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該算法的可行性;3)針對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采集方式的不足,提出了一種基于核函數(shù)估計(jì)和KD樹算法的數(shù)據(jù)傳輸方法,該模型將核函數(shù)技術(shù)與KD樹算法結(jié)合在一起,
5、利用核函數(shù)估計(jì)采集的數(shù)據(jù)模型,并通過(guò)KD樹算法建立網(wǎng)絡(luò)的通訊拓?fù)?,以達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)的能量消耗和帶寬占用的目標(biāo);4)在基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航問(wèn)題中,為了提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和傳輸速度,通過(guò)與Voronoi凸多邊形,Delaunay三角形算法以及謂詞邏輯的結(jié)合,提出了基于P2P結(jié)構(gòu)的目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航的方法;5)在面向普適醫(yī)療的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中,提出了普適醫(yī)療的心電信號(hào)檢測(cè)方案,探索了以粗糙集和隱馬爾科夫模型為核心的心電信號(hào)自動(dòng)分析
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