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基于势场的WSN巡航覆盖移动节点的移动策略研究

作　者: 张红艳
导　师: 方潜生
学　校: 安徽建筑工业学院
专　业: 市政工程
关键词: 无线传感器网络巡航覆盖势场万有引力磁相互作用动态质量磁化强度
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 18次
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内容摘要

无线传感器网络可以有效应用于建筑能效监测过程的实现。与能效状态有关的环境物理参数,如温度、湿度、风速、气压等物理量,可以使用带移动节点的无线传感器网络进行监测。针对监测区域在时间和空间上的不连续性,本文对无线传感器网络巡航覆盖进行了研究,对巡航覆盖中的移动节点的移动路径策略进行了设计。首先,通过对建筑能效采集过程中信息采集离散性与周期性特点分析,结合无线传感器网络及其覆盖的现状,提出使用无线传感器网络巡航覆盖来进行建筑能效状态监测,采用移动无线传感器节点实现建筑能效监测过程中监测位置信息的采集,即在有效的时间内,移动传感器节点移动到目标位置并完成采集的任务,并在此基础上对巡航覆盖的场景进行描述,通过对系统数据采集方式的选择,进一步完成基于WSN巡航覆盖的建筑能效采集系统的设计其次,针对移动传感器本身硬件成本以及维护成本较高,在移动传感器数量与性能己知的前提下,为了降低系统成本,我们使用势场法实现移动传感器节点移动路径的规划。本文首先从万有引力的观点出发分析了目标兴趣点和移动节点之间的引力,引入了兴趣点动态质量作为衡量兴趣点时间紧迫程度的标准。然后从磁相互作用的角度阐述了兴趣点对移动节点的引力以及移动节点与移动节点之间的斥力,引入兴趣点磁化强度作为衡量兴趣点时间紧迫程度的标准。最后,通过对兴趣点个数不同、移动传感器节点数目相同的几组数据进行了仿真实验,结果表明基于势场法的无线传感器网络巡航覆盖移动策略是有效可行的,并且在本文最后对设计的策略进行了改进,同时针对存在的问题进行总结,以及未来需要进行的工作进行了展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
Contents  10-12
插图或附表清单  12-14
第一章绪论  14-25
  1.1 课题背景与意义  14-16
    1.1.1 建筑能耗与能效监测  14-15
    1.1.2 WSN在建筑能效监测中的应用  15
    1.1.3 WSN巡航覆盖移动策略研究意义  15-16
  1.2 国内外研究现状  16-23
    1.2.1 无线传感器网络及其覆盖研究现状  16-21
    1.2.2 移动传感器网络巡航覆盖研究现状  21-22
    1.2.3 势场在移动路径规划中的研究现状  22-23
  1.3 本文研究内容  23-25
第二章基于WSN巡航覆盖的建筑能效采集系统  25-36
  2.1 建筑能效采集  25-26
  2.2 WSN巡航覆盖  26-31
    2.2.1 巡航覆盖中的基本定义  26-28
    2.2.2 巡航覆盖场景描述  28-31
  2.3 基于WSN巡航覆盖的建筑能效采集系统框架  31-35
    2.3.1 系统数据采集方式  31-33
    2.3.2 系统框架描述  33-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章基于引力势场的巡航覆盖移动策略  36-44
  3.1 巡航覆盖中的引力势场  36-39
    3.1.1 兴趣点对移动节点的吸引现象  37-38
    3.1.2 引力势场构建  38-39
  3.2 基于引力势场的移动节点的移动策略  39-43
    3.2.1 基于引力势场的移动节点的移动策略设计  39-42
    3.2.2 实验结果分析  42-43
  3.3 本章小结  43-44
第四章基于合力势场的巡航覆盖移动策略  44-60
  4.1 巡航覆盖中的合力势场  44-49
    4.1.1 兴趣点对移动节点的吸引和移动节点之间的排斥现象  44-46
    4.1.2 合力势场构建  46-49
  4.2 基于合力势场的移动节点的移动策略  49-59
    4.2.1 基于合力势场的移动节点的移动策略设计  49-53
    4.2.2 实验结果分析  53-55
    4.2.3 基于合力势场的移动策略改进  55-59
  4.3 本章小结  59-60
第五章结论与展望  60-62
  5.1 结论  60-61
  5.2 展望  61-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
作者简介及读研期间主要科研成果  67

基于势场的WSN巡航覆盖移动节点的移动策略研究

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