無線傳感器網(wǎng)絡中拓撲控制與節(jié)能覆蓋的研究

1、東北大學碩士學位論文無線傳感器網(wǎng)絡中拓撲控制與節(jié)能覆蓋的研究姓名：陳劍申請學位級別：碩士專業(yè)：信號與信息處理指導教師：張石20070101東北大學碩士學位論文 A b s l r a c tR e s e a r c ho f t h e t o p o l o g y c o n t r o la n d e n e r g ye f f i c i e n tc o v e r a g e i nW S NA b s t r a c

2、 tW i r e l e s ss e n s o r n e t w o r k s ( W S N s ) c o n s i s t o f l o w - c o s t ，l o w - p o w e r t i n ys e n s o r n o d e s t h a tc a n c o m m u n i c a t ew i t h e a c h o t h e r t op e r f o r ms e n

3、 s i n g a n d d a t ap r o c e s s i n gc o o p e r a t i v e l y ．I t h a sb e e n p r e d i c t e dt oh a v e aw i d er a n g eo fa p p l i c a t i o n sr e l a t e d t on a t i o n a l s e c u r i t y , m i l i t a r

4、 y ,e n v i r o n m e n t ，h e a l l ；hc a r e ，h o m ea n d o t h e rc o m m e r c i a la r e a s ．N e t w o r kc o v e r a g ea n de n e r g yc o n s u m p t i o na r et W Op r i m a r yp r o b l e m si nw i r e l e s

5、ss e n s o rn e t w o r k s ．T h ep e r f o r m a n c eo f as e n s o rn e t w o r kd e p e n d st oal a r g e e x t e n to nt h e s e n s o r f i e l d c o v e r a g e a n di t s l i f e t i m e i sd e t e r m i n e db

6、y i t se n e r g yc o n s u m p t i o n ．W h i l en e t w o r kc o v e r a g ei sc l o s e l yr e l a t e dt on e t w o r ke n e r g y c o n s u m p t i o n ，t h e n e t w o r k t o p o l o g y c o n t r o l i s a l l i

7、m p o r t a n t f a c t o r a f f e c t i n g t h ec o v e r a g e o fas e n s o rn e t w o r k ．T h i st h e s i sf o c u s e so l l e n e r g y - e f f i c i e n tc o v e r a g e c o n t r o l i nw i r e l e s ss e n s

8、 o r n e t w o r k s a n d m o v e m e n t —a s s i s t e d t o p o l o g y c o n t r o lf o r s e n s o rn e t w o r k s ，T h e p r o b l e m o f t o p o l o g yc o n t r o li nW S N s i ss t u d i e d ．I nd e v e l o p

9、 m e n t o f w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k ．a(chǎn)r e a s o n a b l ed i s t r i b u t i o no f s e n s o rn o d e s w i l ld om u c h g o o d t ot h ei m p r o v e m e n t o fs e n s o r a b i l i t y , i n f o r m

10、 a t i o na g g r e g a t i o na n d n e t w o r ks u r v i v a l ．W i t h t h et o p o l o g y d i s c o v e r ya n dn o d el o i ：a l i z a t i o n ，s e n s o rs h a d o wa n d b l i n da r e ac a n b ee l i m i n a t

11、e dd i s t i n c t i v e l yb yu t i l i z i n gm o b i l i t y o f s o m es p e c i a ln o d ei nn e t w o r k ．I nt h i st h e s i s ，an o v e la l g o r i t h mo fs e n s o rn o d et o p o l o g yb a s e d o ng e n e

12、t i ca l g o r i t h mi sd e s i g n e d ．S i m u l a t i o no u t p u ts h o w st h a tt h i sa l g o r i t h mC a l la c h i e v e t h ef u l lc o v e r a g ef o r n e t w o r k i n t a r g e r t a r e a ．A st o t h ea

13、 r e ac o v e r a g ep r o b l e mi n W S N ．t h ep r o b l e mo f t h e s e l e c t i o no f t h ew o r k i n gs e n s o rs e ti s s t u d i e d ，O u r o b j e c t i v ei st om i n i m i z et h en u m b e r o f t h ea c

14、 t i v e s e n s o rn o d e s a n dm a i n t a i n i n g t h ef u l lc o v e r a g eo f t h e n e t w o r k a sw e l la sr e d u c et h eo v e r a l l e n e r g y g o l l s u m p t i o n ．A n o v e l c o n t r o ls h c m

15、 e b a s e d o nt h eG A i sp r o p o s e db ya d j u s t i n gt h eo p t i m a l s e n s i n g r a d i u s ．W h e n s e l e c t i n gt h ew o r k i n gs e n s o rs e t ，t h es e n s i n g r a d i u so fe a c hs e n s o

16、ri n a c t i v em o d ei sa l s od i f f e r e n ta n d t h et h e o v e r l a p p e ds e n s i n ga r e ao f s e n s o rn o d e s i sa l s or e d u c e d ．S i m u l a t i o nr e s u l t e s ．s h o wt h a tt h ea l g o r

17、 i t h mw o r k s e f f e c t i v e l y , w h e n i nt h e h i g hd e n s i t yo f s e n s o r n o d e s ，i tw o r k sb ya c t i v e i n g t h ef e w e r s e n s o rn o d e s t or e d u c e t h eo v e r a l le n e r g y

18、c o n s u m p t i o n ，w h e n i nt h e d e n s i t yf a l l sd o w n ，b ya d j u s t i n gt h es e n s i n gr a d i u so f e a c h s e n s o rn o d e s ，t h ef u l lc o v e r a g eo f t h e n e t w o r k i sm a i n t a