面向水面溢油监测的无线传感网部署问题研究

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1、．■‘分类号：密级单位代码１０１５１ＵＤＣ：？乂是紐拿全日制应用型硕±研究生学位论文面向水面溢油蓝测的无线传感网部署问题研究于涛■Ｓ‘．指导教师林粮教授企业导师付震高级工程师申请学位类别工程硕±工程领域电子与通信工程学位授子单位大连海事大学２０１５年６月密级分类号ＵＤＣ单化化招１０１５１大连海事大学面向水面溢油监测的无线传感网部署问题研究（学位论文形式；应用研究）于涛指导教师林彬职称教授企业教

2、师职称髙级工程师付震学位授予单位大连海事大学申请学位级别工程硕±工程领域电子与通信工程论文完成日期２０１５年５月答辩日期２０１５年６月答辩委员会主席ＤｅｌｏｙｍｅｎｔＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓｆｏｒｐｐＭａｒｉｎｅＯｉｌＳｉｌｌｓＭｏｎｉｔｏｒｉｎｐｇ乂化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎ

3、ｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｂｙＹｕＴａｏＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬｉｎＢｉｎ化ｎｅ２０１＿５大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明；本论文是在导师的指导下，，独立进行研究工作所取得的成果＂＂撰写成博／硕±学位论文面向水面溢油监测的无线传感网部署问题研究。除论文中已经注明引用的内容外，，

4、对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均己在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学目Ｐ位论文的规定，；大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论＾。＞文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权大连海事大学可１＾将本、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印缩印或扫描等复制手段

5、保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±）学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。／＂＂不保密扫（请在Ｗ上方框内打Ｖ）；心论文作者签名：寺省导师签名：蛛曰期：年谷月＞／ｊＴ中文摘要摘要随着航运业的不断发展与水下资源的深度开采与利用，船舶溢油污染的潜在风险在不断地加大。由于

6、海洋面积广大、环境复杂多变，工程人员很难对溢油事故进斤预测和评估，及，。当船舶溢油事故发生时时地监测到污染情况并迅速采取有效措施Ｗ预防溢油污染的扩大化，将极大地减轻大面积污染的严重后果。相（Ｗ对于传统的卫星遥感探测和航空遥感监测等方式，无线传感器网络ｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏ化ＷＳＮ）具有系统成本低、全天候、低功耗、灵活性高、可快速部署等优点，己经成为当前水环境监测研究中的重要方向，能够实时报告当前水质现状、准确监测溢油，Ｗ便采取及时有效的处置方案，因此在未来的实际溢油监测中具有广阔的应用前景。

7、本文面向水面溢油监测的实际应用，针对ＷＳＮ部署组网的首要问题，即传感ｌｍｅｎｔＯｉｍｔｉ）器节点的部署优化（ＳｅｎｓｏｒＮｏｄｅＤ巧ｏｙａｎｄｐｔｉｚａｏｎ，ＳＮＤＯ问题开展研究，联合考虑目标区域的覆盖性能，、网络的连通性能Ｗ及网络的能耗约束部署建立了基于ＷＳＮ的水面溢油监测网络，Ｗ期在实现对目标区域覆盖需求的同时，，通过传感器节点布设和网络的拓扑优化降低网络中节点的部署成本和通信中的能量消耗。我们的研究旨在为面向水面溢油监测的实际网络部署提供理论依据。首先，本文分析了无线传感器网络结构的特点

8、，将研巧问题描述为传感器节点的部署优化（ＳＮＤＯ）问题，建立了满足网络覆盖要求和网络中节点的最大跳数限制条件下的数学模型，从而实现了将网络的部署优化问题转化为线性规划问题（ＩｎｔｅｇｅｒＬｉｎｅａｒＰｒｏｇ