无线传感器网络中覆盖盲区发现与修复方法研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：羰氛真关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交

2、流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：丝拉盘日期：塑!生!!!生导师签名：2乏芝日期．逊：厶!竺万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文无线传感器网络中覆盖盲区的发现与修复方法研究摘要无线传感器网络技术是近年来快速发展的一门技术，它涵盖微电子学，无线电通信和计算机技术等学科。它是由大量部署在监测区域内微型传感器节点通过自组织和无线通信所形成的网络。随着科学技术的发展，使用寿命更长成本更低功能更强的传感器节点被研发出来，无线传感器网络应用到越来越多的领域，比如现代物

3、流，智能家居，城市交通等方面。无线传感器网络向人类提供了更加便捷和智能的生活方式，在科研方面无线传感器网络也大显身手，如宇宙探索。世界各国都十分重视无线传感器网络的研究工作，我国也就无线传感器网络技术列入《国家中长期科学与技术发展规划纲要》作为国家未来发展的重点科研领域。无线传感器网络中的覆盖问题是无线传感器网络科研的一个重点课题，它直接反应了网络的感知能力和采集数据的完整性，成为评价网络服务质量的重要评价指标。在现实应用中由于部分传感器节点位置部署不合理，或者在网络工作过程中部分节点遭受破坏或能量耗尽而失效，这些都可能产生覆盖空洞造成

4、覆盖问题。当覆盖空洞产生后网络采集到的检测数据不完整，不完整的数据将不能为指挥控制中心的决策提供有力支撑。因此应该尽量避免产生覆盖空洞，当网络产生覆盖空洞以后应该立即启用空洞检测算法去寻找这些空洞并加以修复。‘本文的主要工作就是进行覆盖空洞的检测和修复，具体讲包括以下两个方面：空洞检测。本文对现有广泛使用的基于计算几何的空洞检测算法进行T万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文介绍，找出算法中存在的缺陷，深入分析缺陷产生的原因。并对原算法进行改进，提出一种基于极坐标的空洞探测算法。为了验证改进算法的可行性，对改进后的算法在模拟软件MATL

5、AB上进行仿真实验，并和改进前的算法从检测准确度方面进行对比。实验表明，改进后的算法在复杂度上和原算法相同但是准确度却大大提高。空洞修复。为了保证无线传感器网络的有效性，需要对网络中存在的覆盖空洞进行修复。本文提出了一种基于移动节点的空洞修复算法——“联合补丁法”。传统基于移动节点修复算法计算量大且对空洞边界节点位置依赖较高，本文算法计算量较小对边界节点依赖较小，移动节点利用率较高。特别是提出了四种补丁缝制方案，这四种方案各有所长，可根据实际情况灵活选用。最后仿真平台MATLAB对本文算法冗余度所需的移动节点数进行分析，实验表明相对传统

6、算法一一PA丌算法，本文算法冗余度较低对节点的利用率较高，是一种性能较好的算法。关键词：无线传感器网络，覆盖空洞，空洞检测，极坐标，空洞修复，移动节点II万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCHONTHEDISCOVEIWANDI之ESTORATl0NOFBLINDSPOTSINⅥ唧LESSSENSORNETWORKSABSTRACTWirelesssensornetworktechnologyisatechnologydevelopedrapidlythisyear,itcoversmicroelectronics，ra

7、diocommunicationandcomputertechnologyandotherdisciplines．Itisdeployedinanetworkofalargenumberoftinysensornodestomonitortheareathroughself-organizationandtheformationofawirelesscommunication．Withthedevelopmentofscienceandtechnology,longerlife，lowercostandmorepowerfulsenso

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