基于Voronoi圖的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)休眠算法研究

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1、分類號(hào)嬰墨魚墨重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文inWirelessSensorNetworks碩士研究生塞9適指導(dǎo)教師鄧亞平教授學(xué)科專業(yè)鹽簋墊墊盔論文提交日期2Q!三紐旦塑旦論文答辯日期2Q13生乞旦疊目論文評(píng)閱人答辯委員會(huì)主席冱趁厶毯益．2013年月日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得重麼蜜E電太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)

2、本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名寰j湖簽字日期：矽7多年5"Jl萬(wàn)日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解重麼郵電盔堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)重麼由g電太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)黧譬裂器日簽戮濺嵋簽字日期：∞I≥年擴(kuò)月萬(wàn)日簽字日期：伽1了年5月w日重

3、慶郵電大學(xué)碩士論文摘要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是以收集數(shù)據(jù)為目的，感知和傳輸數(shù)據(jù)為過(guò)程的系統(tǒng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點(diǎn)有體積小、帶寬低，計(jì)算能力、通信半徑和電源能量有限等特點(diǎn)，這將嚴(yán)重影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命。在保障網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的前提下，降低網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，不僅能保證網(wǎng)絡(luò)對(duì)物理環(huán)境的監(jiān)測(cè)能力，同時(shí)能保證網(wǎng)絡(luò)的壽命。為了保證網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，通常情況下我們會(huì)在監(jiān)測(cè)區(qū)域播撒大量的傳感節(jié)點(diǎn)。如果這些節(jié)點(diǎn)同時(shí)工作，雖然保證了網(wǎng)絡(luò)覆蓋，卻增加負(fù)載，縮短了網(wǎng)絡(luò)的壽命。本文研究的主要內(nèi)容是在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的情況下，讓部分節(jié)點(diǎn)休眠，在網(wǎng)絡(luò)工作的過(guò)

4、程中，有條件的逐步喚醒休眠節(jié)點(diǎn)。第一步，運(yùn)用Voronoi圖知識(shí)，使有共同覆蓋區(qū)域的節(jié)點(diǎn)休眠，來(lái)保存這部分節(jié)點(diǎn)的基本能量，也就是保存了網(wǎng)絡(luò)整體的能量，同時(shí)降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的能量消耗。第二步，在新形成的網(wǎng)絡(luò)中，采取分簇算法，均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量。第三部，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，有條件的逐步喚醒休眠節(jié)點(diǎn)，形成新的網(wǎng)絡(luò)并重復(fù)第二步。這不僅保證了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，同時(shí)降低了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，減少了能量消耗，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的整體壽命。通過(guò)仿真驗(yàn)證，該休眠算法在保證了網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的情況下，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)的整體能量，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。另外，針

5、對(duì)Voronoi圖的傳感器休眠機(jī)制中，覆蓋區(qū)域完全被其他節(jié)點(diǎn)覆蓋的節(jié)點(diǎn)才能休眠的問(wèn)題，改進(jìn)休眠算法，致力于找到節(jié)點(diǎn)休眠與網(wǎng)絡(luò)覆蓋率、連通性和能耗之間的平衡點(diǎn)。第一步，讓完全符合休眠條件的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)，重新構(gòu)造Voronoi圖。第二步，設(shè)置半徑權(quán)值t，增加傳感器節(jié)點(diǎn)虛擬覆蓋半徑，計(jì)算在該權(quán)值下符合休眠條件的休眠節(jié)點(diǎn)。第三步，通過(guò)原始節(jié)點(diǎn)覆蓋半徑分析第二步所產(chǎn)生的休眠節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的影響。重復(fù)第二和第三步，分析節(jié)點(diǎn)休眠和覆蓋率的關(guān)系，并通過(guò)判定休眠節(jié)點(diǎn)與覆蓋率關(guān)系的曲率來(lái)判定網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)休眠節(jié)數(shù)。關(guān)鍵詞：無(wú)

6、線傳感器網(wǎng)絡(luò)，Voronoi圖，休眠，分簇，喚醒，能量AbstractWSNisasystemtocollectdataforthepurpose，perceptandtransportofdatafortheprocess．CharacteristicsofWSNseriouslyaffectthelifeoftheentirenetworkwithconstraintsofsmallsensornodes，limitedcomputingpower,smallcommunicationradius，lo

7、wbandwidthandlimitedpowerenergy．Toreducetheenergyconsumptionofthenetwork，underthepremiseofprotectingthenetworkcoverage，willbenotonlytoensurethatthenetworkmonitoringcapabilitiesofthephysicalenvironment，andtoensurethelifeofthenetworkatthesametime．Inordertoen

8、surecoverageofthenetwork，wewillusuallydeployalargenumberofsensornodesinfixedarea．Ifthesenodesworkatthesametimewillguaranteecoverageofnetwork，butincreasetheloadandshortenthelifeofthenetwork．Letssomenodesgotosl