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无线传感器网络的自保护问题研究

作　者: 程吉斌
导　师: 杨季文
学　校: 苏州大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络 自保护 近似算法 局部拓扑信息
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 56次
引　用: 1次
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内容摘要


无线传感器网络从概念出现开始就引起人们广泛关注并被寄予厚望,在最近的几年内,各种无线传感器网络产品不断投入到生产、生活、科研等应用中,尤其近期温家宝总理关于“感知中国”的构想提出后,我国的传感器网络、物联网更是出现了前所未有的蓬勃发展,这更加需要学术、科研、工业等各界对无线传感器网络有更加深入的了解、研究。关于无线传感器的自保护问题,已有相当的研究成果,然而到目前为止,无线传感器网络自保护问题的研究仍然不够完善,从实际应用的角度考量,无线传感器网络自保护算法的高效性、适用性等仍需要进一步提高。本文在已有研究基础上对该问题做了进一步研究。首先,针对无线传感器网络能量有限、节点计算通讯等能力有限的特点,给出了一种分布式的自保护算法,并在此基础上分别给出多重保护求解以提高保护强度和多保护集合求解以平衡网络能量消耗的方案。其次,针对保护集合的连通性和无线传感器网络较高的可伸缩性要求,给出了一个连通保护集合的自保护算法。该算法基于网络分层思想,可以较好的解决保护集合极小化的问题,同时保护集合连通后可以实现网关节点对整个网络保护集合的有效监控,以便随时对出现情况作出反应。在给出算法的基础上,进一步对算法进行了仿真,仿真从不同角度对算法的性能进行了分析、比较。最后,根据无线传感器网络自保护问题的研究现状对自己将要进一步做的研究方向进行展望。综上所述,本文在对无线传感器网络及其自保护问题进行了系统研究基础上给了无线传感器网络自保护问题的新的方法。首先着重研究分布式算法自保护集合极小化问题,实现了无线传感器网络自保护分布式算法更小支配集合的有效求解,提高了算法的可伸缩性。其次,第一次实现了一种分布式求解以网关为中心的连通保护集合算法,进一步拓展了无线传感器网络自保护算法适用范围。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-12
  1.1 课题背景  9
  1.2 课题研究内容  9-10
  1.3 课题研究意义  10-11
  1.4 本文组织结构  11-12
第二章 无线传感器网络概述  12-21
  2.1 无线传感器网络简介  12-13
  2.2 无线传感器网络体系结构及特点  13-15
    2.2.1 无线传感器网络的系统构架  13-14
    2.2.2 无线传感器网络的特点  14-15
  2.3 无线传感器节点的结构和特点  15-17
    2.3.1 无线传感器节点的结构  15-16
    2.3.2 无线传感器节点的特点  16-17
  2.4 无线传感器网络的体系结构  17-19
    2.4.1 无线传感器网络的分层通讯协议  17-18
    2.4.2 网络管理平台  18-19
    2.4.3 应用支撑平台  19
  2.5 无线传感器网络的应用  19-21
第三章 无线传感器网络自保护问题  21-26
  3.1 无线传感器网络自保护问题概述  21-22
  3.2 无线传感器网络自保护算法的理论基础  22
  3.3 无线传感器网络自保护算法的研究  22-24
  3.4 无线传感器网络自保护算法的性能分析  24-26
第四章 基于局部信息的局部最优近似算法  26-37
  4.1 算法的设计目标  26
  4.2 现有研究成果和局部最优算法的基本思想  26-29
    4.2.1 局部最优算法的基本思想  26-28
    4.2.2 现有研究和局部最优算法的针对问题  28-29
  4.3 系统模型和通用定义  29-30
    4.3.1 系统模型  29-30
    4.3.2 求解问题  30
  4.4 局部最优算法  30-34
    4.4.1 局部最优1-自保护算法  31-32
    4.4.2 局部最优k-自保护算法  32-33
    4.4.3 局部最优多保护集合算法  33-34
  4.5 实验仿真及性能评估  34-37
第五章 基于局部信息的分层协商自保护近似算法  37-52
  5.1 算法的设计目标  37
  5.2 基于局部信息的分层协商算法的基本思想和针对问题  37-40
    5.2.1 基于局部信息的分层协商算法的基本思想  37-38
    5.2.2 现有研究和分层协商算法的针对问题  38-40
  5.3 系统模型和通用定义  40-41
    5.3.1 系统模型  40-41
    5.3.2 求解问题  41
  5.4 分层协商的自保护算法  41-48
    5.4.1 无线传感器网络的拓扑分层  41-42
    5.4.2 基于分层协商的极小支配集合求解  42-46
    5.4.3 最小支配集合的连通算法  46-48
  5.5 仿真实验与性能分析  48-52
第六章 总结与展望  52-54
  6.1 研究工作总结  52
  6.2 研究展望  52-54
参考文献  54-59
攻读硕士学位期间发表的论文  59-60
致谢  60

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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