无线传感器网络在森林火险监测中的生命期研究

摘要

森林火灾严重威胁着森林的健康，森林火险监测是保卫森林不受火灾侵害的重要方法。论文分析了森林火险监测的现状和目前使用的主要技术，这些技术中基于无线传感器网络(WSN)的监测技术很新颖;同时分析了WSN及其特点。WSN的特点使得它非常适用于森林火险监测领域，于是提出了基于WSN的火险监测系统。单独的WSN不足以顺利完成监测任务，它缺少空间数据分析处理能力，故引入GIS系统以弥补其不足，增强监测系统的正确性和高效性。WSN节点由电池提供能量，邻近基站的节点需要为其他节点转发数据，其能量消耗较大，这导致了WSN中节点能耗不均的问题。针对该问题本文提出了平衡能耗的多移动基站算法，该算法针对森林的特殊情况，通过划分平衡子回路和控制基站周期性逗留的策略，解决了基站附近节点能耗不均的问题。论文对算法的近似度、有效性、时间和空间复杂度进行了理论分析，结果证明了算法的正确性和可行性;最后进行了仿真实验，结果显示该算法相比SDMA和DAWN算法有更好的效果。基于多移动基站的无线传感器网络在森林火险监测中使用寿命相对较长，能保证系统长时间持续地监测森林，从而保卫森林的健康。

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 无线传感器网络概述

1．2．1 无线传感器网络的现状

1．2．2 无线传感器网络节点

1．2．3 无线传感器网络结构及体系结构

1．2．4 无线传感器网络技术体系

1．3 森林火险监测研究

1．4 无线传感器网络在森林火险监测中的进展

1．5 论文的研究内容和组织结构

第二章 森林火险监测系统及多移动基站的部署

2．1 模型总体设计

2．1．1 森林火险监测的无线传感器网络

2．1．2 森林火险监测的地理信息系统(GIS)

2．1．3 GIS和WSN的结合方法

2．2 多移动基站无线传感器网络的由来及优势

2．3 部署具有多移动基站的WSN的原因

2．4 本章小结

第三章 最大化多移动基站WSN的生命期

3．1 网络模型

3．2 平衡能耗的多基站移动算法概述

3．2．1 预备知识

3．2．2 设计思路

3．2．3 基站负载平衡

3．2．4 基站移动控制

3．3 算法实现

3．4 本章小结

第四章 算法性能分析

4．1 评价平衡子回路子算法

4．2 评价基站移动控制子算法

4．3 算法时间复杂度分析

4．4 本章小结

第五章 仿真实验

5．1 仿真环境与方法

5．2 仿真结果和分析

5．3 基于仿真结果的讨论

第六章 结束语

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况