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多传感器网络协同控制研究

作　者: 玄利永
导　师: 刘贵喜
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 多传感器网络协同控制覆盖节点部署
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

多传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、微机电技术和无线通信技术,由部署在监测区域内的大量传感器节点组成,能够协同地完成实时监测、传感和采集目标对象的信息,并对其进行处理,传送给需要信息的用户。多传感器网络作为未来新兴技术之一,它的发展和广泛应用,将对人们的社会生活和产业变革带来极大的影响。由于传感器节点的感知、处理和通信能力都非常有限,因此需要多个传感器节点之间协同工作来完成任务。覆盖问题是协同控制中的主要部分也是本文讨论的重点,主要解决的是传感器节点随机部署到监测区域后,采取有效的节点部署算法,保证该区域能够被传感器节点有效监控,尽量减少节点间的通信量,从而延长网络的生存时间。本文对多传感器网络中的覆盖控制问题进行了深入研究,通过理论分析、几何证明的方式得到了一种基于正三角形网络覆盖的传感器节点部署方法,能够用最少的传感器节点对监测区域实现完全无缝覆盖。在此基础上,得到了区域k重覆盖和局部k可变覆盖的传感器节点部署算法,可以实现监测区域的k重无缝覆盖和局部区域k可变的覆盖。算法中节点到达目标顶点移动的距离最短,能有效节约节点能量,降低能量消耗,延长整个网络的生存时间。最后在MATLAB 7.0的环境中对算法进行了仿真实验,结果表明算法可以对监测区域实现有效覆盖。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题研究的背景及意义  7-8
  1.2 课题的研究内容  8-9
  1.3 论文的结构安排  9-11
第二章多传感器网络及协同技术概述  11-21
  2.1 多传感器网络的结构、特点及应用  11-15
  2.2 多传感器网络的主要技术  15-18
  2.3 多传感器网络协同控制技术概述  18-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章协同控制中覆盖问题的研究  21-33
  3.1 覆盖问题的概述  21-22
  3.2 覆盖问题的主要概念  22-26
  3.3 覆盖问题中最大有效覆盖面积定理  26-30
  3.4 传感器节点部署研究  30-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章基于正三角形的网络覆盖研究  33-49
  4.1 引言  33-34
  4.2 基于正三角形网络覆盖的节点部署形式  34-37
  4.3 簇首节点部署研究  37-40
  4.4 传感器节点和簇首节点部署问题研究  40-41
  4.5 基于正三角形的单重覆盖算法仿真  41-46
  4.6 本章小结  46-49
第五章多传感器网络中k 重覆盖研究  49-65
  5.1 概述  49-50
  5.2 相关定义  50-52
  5.3 k 重覆盖的传感器节点部署研究  52-53
  5.4 k 重覆盖算法描述与仿真  53-58
  5.5 k 可变覆盖算法研究  58-59
  5.6 k 可变覆盖算法仿真  59-63
  5.7 本章小结  63-65
第六章结论  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-75

多传感器网络协同控制研究

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