智能建筑無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題的建模與優(yōu)化研究.pdf

1、伴隨著無線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)等諸多技術(shù)的迅速發(fā)展,能夠進行環(huán)境感知、獨立計算、無線傳輸?shù)臒o線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)也得到了快速發(fā)展,尤其在智能建筑的應(yīng)用中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其部署方便、維護簡單受到了越來越大的關(guān)注。
　　 網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重要方向之一,網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況決定了傳感器網(wǎng)絡(luò)對環(huán)境的感知能力,同時與網(wǎng)絡(luò)的連通問題有著密切聯(lián)系。在節(jié)點感知模型己知的情況下,節(jié)點部署的優(yōu)劣能給網(wǎng)絡(luò)覆蓋帶來重大影響,

2、節(jié)點的數(shù)量也直接關(guān)系到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的成本和性能。本文的主要研究對象就是智能建筑無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋問題、連通問題、節(jié)點部署等問題。
　　 針對以上問題本文主要做了以下工作:
　　 1)分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點感知模型,確定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋與連通的關(guān)系;
　　 2)對傳感器節(jié)點硬件設(shè)備進行了搭建和測試,為構(gòu)建相應(yīng)的模型提供技術(shù)數(shù)據(jù);
　　 3)以完全覆蓋和傳感器節(jié)點數(shù)目最少為目標(biāo)建立線性規(guī)劃模型,并使

3、用LINGO進行模型求解,得到網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu):
　　 4)以確定主節(jié)點為目標(biāo)、最短路徑為條件提出動態(tài)規(guī)劃基本方程式,建立數(shù)學(xué)模型,通過LINGO求解模型,得到主節(jié)點的最優(yōu)部署;
　　 5)將系統(tǒng)模型由平面分析擴展到三維立體情形,以對五層建筑的分析為例,闡述算法的二維、三維通用性。通過動態(tài)規(guī)劃尋找建立層間連接的最優(yōu)方式,并給出結(jié)論:
　　 6)使用NS2網(wǎng)絡(luò)模擬器進行仿真,得到網(wǎng)絡(luò)的運行情況,并對結(jié)果進行分析。同時模