基于无线传感网栅栏覆盖方法的应用研究

【摘要】无线传感网中对覆盖控制技术的研究，有助于其资源利用率的提高，生存周期的延长以及感知服务质量的提升等，而且这也能够进一步增强其直接、有效、真实获取数据信息的能力。栅栏覆盖主要侧重考虑监测区域内入侵对象可否被传感器及时感知发现的问题，在边境防御、民用监控、气候预报等领域具有极大的应用价值。栅栏覆盖在监控对象、部署地带、监测方式等多个方面与传统覆盖相比较具有很大的差别，因此传统覆盖领域的相关研究成果在栅栏覆盖中需要重新进行分析和研究。本文针对无线传感网中参与构筑栅栏的节点数目少，能量消耗较大，以及形成栅栏个数少等问题，提出了基于人工蜂群算法的栅栏覆盖算法。仿真结果说明该算法能够使部署区域的栅栏个数增加，且移动节点消耗更少的能量实现栅栏覆盖，提高了部署区域的栅栏覆盖性能。栅栏覆盖方法的应用研究中，如何高效节能的构建栅栏是其重要的研究方向之一。由于基于人工蜂群算法的栅栏覆盖算法未涉及栅栏个数的具体数值问题，因此本文进一步的研究了当传感器节点能够在一定范围内进行移动时能量高效构筑k条栅栏的覆盖控制问题，对无线传感网中集中式的构筑栅栏的覆盖控制算法进行改进，提出了栅栏覆盖构筑算法MCBarrier(ModifyCentralizedBarrier，简称MCBarrier)，而且设计基于分治算法的k-栅栏覆盖构建算法kMCBarrier(k-ModifyCentralizedBarrier，简称kMCBarrier)。通过仿真分析，两种算法都可以高效节能的使监测区域实现栅栏覆盖，且kMCBarrier算法可以在大规模的随机部署的传感网中具有良好的扩展性。在实际应用中，传感器节点可以采取确定性部署方案，因此研究栅栏覆盖方法此种部署方案下的应用具有非常重要意义。本文设计了栅栏覆盖在幼儿园视频监控系统中的应用方案，利用栅栏覆盖方法在覆盖控制方面的长处，使系统的监控能力增强且整个系统的综合成本降低，这为栅栏覆盖方法进一步走向实用提供了一定的参考价值。
【作者】刘帅；
【导师】李克清；
【作者基本信息】苏州大学，计算机技术（专业学位），2014，硕士
【关键词】无线传感网；栅栏覆盖方法；人工蜂群算法；分治算法；幼儿园监控系统；

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