无线传感器网络栅栏覆盖算法研究

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1、硕士学位论文论文题目：无线传感器网络栅栏覆盖算法研究作者姓名方凯指导教师陈庆章、毛科技、戴光麟学科专业计算机科学与技术培养类别全日制学术型硕士所在学院计算机科学与技术学院提交日期2017年5月8日万方数据浙江工业大学硕士学位论文无线传感器网络栅栏覆盖算法研究作者姓名：方凯指导教师：陈庆章、毛科技、戴光麟浙江工业大学计算机科学与技术学院2017年3月万方数据DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterResearchonBarrierCovera

2、geAlgorithmsinWirelessSensorNetworksCandidate:FangKaiAdvisor:ChenQingzhangMaokejiDaiGuanglinCollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversityofTechnologyMar2017万方数据浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，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，也不含为

3、获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在一年解密后适用本授权书。2、保密□，在二年解密后适用本授权书。

4、3、保密□，在三年解密后适用本授权书。4、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据浙江工业大学硕士学位论文无线传感器网络栅栏覆盖算法研究摘要无线传感器网络栅栏覆盖是指在一片带状的区域内部署传感器节点，传感器节点的感知区域相互重叠而形成带状覆盖网络。当入侵目标试图穿越该带状区域时会被传感器节点感知。WSN栅栏覆盖在入侵监测方面发挥着重要作用，具有广阔的应用前景，因此对该领域的研究意义重大。WSN栅栏覆盖的研究主要包括三个方面。一、传感器节点部署到监测区域后如何尽可能多的构建栅栏，提高传感器节点的

5、利用率。二、如何调度栅栏使得栅栏的生存时间最大化。三、栅栏出现间隙后如何修复，使得修复代价最小。本文针对上述的三个方面分别提出了对应的方法，在栅栏构建方面，提出了一种基于改进蚁群算法的WSN栅栏构建算法，该算法研究了在泊松分布下的静态无线传感器网络k-栅栏构建问题。将部署区域划分为k个子区域，相邻子区域之间设有缓存区域，改进的蚁群算法在每个子区域内构建栅栏。在栅栏调度方面，提出了一种入侵轨迹预测模型下的WSN栅栏分段式调度算法，该算法首先分析入侵目标穿越部署区域的路径轨迹，建立轨迹模型，然后根据入侵轨迹分段调度栅栏，该算法在确保一定监测率的情况

6、下能大大提高栅栏的生存时间。在栅栏修复方面，提出了一种基于集合最大流算法的WSN栅栏修复方法，该方法首先采用基于集合的最大流算法计算出可被修复的间隙数量，然后利用移动节点修复栅栏间隙，在修复过程中移动节点的移动距离总和最小。仿真实验结果表明，本文提出的栅栏构建算法能有效的构建栅栏，并且改进后的蚁群算法在栅栏构建问题上迭代次数上只有传统蚁群算法的1/4。提出的栅栏调度算法在保证监测率为90%的条件下，栅栏的生存时间比最佳调度算法提高了60%。提出的栅栏修复方法修复的间隙数量远远多于传统的贪婪算法，并且基于集合的最大流算法复杂度也低于传统的最大流算

7、法。关键词：无线传感器网络，栅栏覆盖，改进蚁群算法，集合最大流算法，分段调度I万方数据浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHONBARRIERCOVERAGEALGORITHMSINWIRELESSSENSORNETWORKSABSTRACTBarriercoverageisatypicalcoveragemodelinwirelesssensornetworkswhichaimsatdetectingintrudersthatattempttopenetratethemonitoredarea.Inbarriercoveragemodel,

8、sensornodesaredeployedinatripareatoformachainofoverlappingsensingranges.Bar