无线传感器网络连通覆盖集布置方式的研究

摘要

上世纪90年代以来，随着无线通信、嵌入式计算和传感器及微型机电系统等技术的快速发展，无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)因其具有很强感知能力、计算能力和无线网络通信能力，引起了人们的极大关注。本文主要研究了WSN的覆盖、覆盖集连通以及节点布置问题。
　　本文对WSN覆盖问题进行了理论分析和公式推导，提出了节点的有效覆盖面积和有效覆盖面积率、满足完全无缝覆盖条件下的节点的净最大有效覆盖面积及其净最大有效覆盖面积率的概念，推导出节点最大有效覆盖面积及其最大有效覆盖面积率的公式。
　　为了对WSN网络中各探测传感器节点进行有效的通讯，通过把整个WSN网络进行分簇，建立相应的通讯节点，这样可以进行分级管理。采用几何学和网格划分方法，给出了在传感器区域内实现完全无缝连通最少需要多少个簇首的表达式。通过对传感器区域进行网格划分，得出了无线传感器网络实现完全无缝覆盖和连通的解析式。
　　考虑不同应用的要求，提出了k重传感器节点两种布置方式—菱形网格布置方式和连通覆盖集布置方式。其中，菱形网格布置方式是k一致传感器节点布置方式，即对整个传感器区域能够实现k重完全无缝覆盖；而连通覆盖集布置方式是在节点通信半径是探测半径的2倍时，实现对覆盖集的连通。最后，通过仿真验证了传感器布置方式和方法。

目录

无线传感器网络连通覆盖集布置方式的研究

RESEARCH ON CONNECTED COVER SET DEPLOYMENT MANAGE IN WIRELES

摘要

Abstract

Contents

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文研究的主要内容

第2章 无线传感器网络中覆盖与连通问题研究

2.1 引言

2.2 覆盖与连通问题的定义

2.3 覆盖问题的描述及相关证明

2.4 连通问题描述及相关理论的证明

2.5 覆盖问题判定依据

2.6 基于最小生成树的连通算法

2.7 本章小结

第3章 无线传感器网络k重节点布置方式研究

3.1 引言

3.2 菱形网格布置方式基本问题

3.3 WSN中k一致传感器节点布置方式—菱形网格方式

3.4 覆盖度的布置方式描述及仿真实验

3.5 覆盖度的布置方式描述及仿真实验

3.6 本章小结

第4章 无线传感器网络覆盖集连通布置方式

4.1 引言

4.2 连通覆盖集问题描述

4.3 连通与覆盖问题的研究

4.4 传感器节点数的讨论

4.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢