基于无线传感器网络的沙漠监测网络研究

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1、基于无线传感器网络的沙漠监测网络研究������� 基于无线传感器网络的沙漠监测网络研究�����������������������������，���������������，��������������������������������������� ��混合杂交一粒子群算法的构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．� 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。�攻读硕士学位期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．�攻读硕士学位

2、期间参加的科研项目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯� ��本文研究背景和意义线传感器网络技术在沙漠治理中推广提供理论基础，对沙漠的治理具有很现实的意义。 略、日本的“泛在传感器网络”。访问控制来解决无线传感器网络的安全机制。����卸���烽提出一个传播����瓸���， 近期技术应用方面：蔡晓燕口�等针对当前变电站安全监控系统，如布线问题、安装和维护成本高、流动性差等缺点，提出了一个无线传感器网络的智能感应系统。郭剑锋，陈小波口�等从接受信号强度和丢包率两方面来分析无线传感器网络的链路通信质

3、量，通过改进最小跳数路由协议，将无线传感器网络应用于草坪精确灌溉。刘志新，郑庆超口�提出了提高无线传感器网络覆盖率的分布式能源高效聚类算法。王俊，刘刚口刚针对温室无线传感器网络节能问题，提出一种基于粒子群优化聚类的温室无线传感器网络方案。��本文的研究主要内容和思路本文针对沙漠化这一严重的环境问题，考虑到将无线传感器这一先进技术运用在沙漠治理和维护上，来缓解沙漠化带来的环境问题，甚至社会问题。如何构造出能适应沙漠特殊环境的网络检测系统是本文所研究的重点。利用复杂网络相关知识，来构建沙漠治理监测模型，运用

4、实际数据模拟仿真，检验得出该模型的合理性。考虑沙漠治理监测网络覆盖的有效性，构建沙漠监控网络覆盖优化模型，运用混合杂交一粒子群算法来进行模型优化，从仿真结果来看，还是比较吻合的。以下就是本文的思路：第二章：介绍了无线传感器网络和复杂网络相关理论知识； 图��无线传感器网络体系结构����� 基于无线传感器网络的沙漠监测网络研究图��无线传感器节点的体系结构����������无线传感器网络与传统的无线自组网络虽有相似之处，但各自的侧重点不一样。无线自组网是一种数据网络，以数据传输为目标。而无线传感器网

5、络是一种监控网络，以从监控环境获取有效信息为目标。无线传感器网络对传感器的数量、存活时间、安置位置、传输数据的时间和大小等因素，具有不确定性。它要求网络具有较高的动态调节能力。它不依靠固定的设施就能自行组织网络通信。它不会因为少量传感器节点的损坏而使整个网络瘫痪。因此，无线传感器网络具有如下五个鲜明的特征。传感器节点一般采取布撒在监测区域，不能确定每个传感器节点的位置及其 周围节点的位置关系。传感器网络一般执行才时问的监测任务，部分传感器可能因电池耗尽而停止工作，可能因外界环境的破坏而停止工作，可能因自

6、身发生故障而停止工作。由于环境条件变化造成无线通信的时有时无。还有些传感器节点被调整为休眠期。发生这些情况时，无线传感器网络采用自组织方式来进行拓扑动态变化，适应这些情况。无线传感器节点经常部署在恶劣或危险环境、人类不易到达的地方。传感器在覆盖控制问题研究中，传感器节点的感知模型占很重要的地位，不同的感知模型表现不同的网络特性。传感器节点的感知区域由其自身的特性决定的，而研究过程中，节点的感知区域是通过节点的感知模型来近似描述的。所以节点的感知模型选取越接近现实问题的描述，无线传感器网络的覆盖就越有效。

7、节点的感知模型的选择决定了无线传感器网络的监测能力和覆盖范围。在无线传感器网络覆盖问题研究中，选取的感知模型恰当与否，直接关系到网络覆盖性能分析的结果的好坏。下面介绍几种感知模型：在二维平面内，传感器节点的感知区域是以节点为圆心，尺为半径的‘个圆。咖���� ��．��对于某些情况下，需要布置些特殊传感器，例如照相机或视频等传感器，它 一一～。’��灰弧啊�⋯。．�� �� �．��．����定义�戎赣虢诘鉬相连接的其他节点的个数，记颤。在有向网络中，节点的度分为出度和入度。出度指节点�赶蚱溆虢诘惚叩

8、氖�浚�莐 ，五∈【��】也称为无标度分布。度 环境问题和人类的发展息息相关，针对目前严重的沙漠化且监测难的问题，运用科技治理沙漠是一种趋势，无线传感器网络的产生为沙漠治理提供了新的技术支持。在沙漠治理过程中治理区需要不断的治理与维护，比未治理区更应重视，这样就需要对治理过的沙漠及周边环境进行监测。沙漠环境恶劣，范围广，靠人力很难有效地进行时时监测，而且地面气象站和地面沙尘观测站难以获得足够的信息。本章选取库布其沙漠为研究对象，在沙漠的治理