鉴于基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究

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1、谨以此论文献给关心我的老师、亲人和朋友们。⋯⋯⋯⋯⋯⋯郭瑛f÷～’．羔，、。．，t’0IlIIIII]llIllIIIIIIIlY1828739基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究学位论文完成同期：罂!!：复：垒2．指导教师签字：{多毒龄答辩委员会成员签字：盐兰2塾通独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得．1洼；翅遗直墓他霆墨挂别虚明的：奎拦互窒2．或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。

2、与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：％次签字日期：如／o年夕月刁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，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将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、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权书

3、)学位论文作者签名：鲁凝导师签字：签字日期：加f口年岁月刁El街患支签字日期．和／。年岁月7日基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究摘要无线传感器网络(Wirelesssensornetworks，简称WSN)是由随机撒布的大量传感器节点组成的无线自组织网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域内感知对象的信息，并发布给观察者【l】。事件监测是无线传感器网络的一个重要应用，事件监测时无线传感器网络具有事件触发的特点，事件触发的无线传感器网络具有阶段性、突发性、数据量大、冗余度高等特点。本文对事件触发的无线传感器网络进行了分析，

4、主要在节点定位算法、数据融合技术、干扰避免协议、休眠机制和信息汇报方法这几个方面进行了研究，主要工作及创新点包括：1．研究了适用于事件触发传感器网络的节点定位算法，提出了移动节点辅助的垂直相交定位算法(PerpendicularIntersection，简称PI)。PI通过比较传感器节点接收信号强度(ReceivedSignalStrengthIndicator，简称RSSI)，得到传感器节点间的几何关系，来计算传感器节点的位置，避免了传统方法中把RSSI直接转化成物理距离带来的误差。还设计了PI定位算法中移动信标节点的最优运动轨迹，提出了

5、移动信标节点采用任意轨迹时的扩展PI定位算法。并在各种真实环境下进行实验来验证PI定位算法的性能，大量的实验数据充分表明了该算法的优越性。2．设计了事件触发的数据融合技术(Event-orientedDataAggregation，简称EDA)。EDA利用模糊数学里的隶属云模型来描述同一物理事件的采样信息之间的逻辑关系，把各个传感器节点采集的信息形成事件特征，只要把包含事件特征的融合数据包传回基站，基站就可以恢复全部事件信息。EDA分布式算法可以处理多个相邻事件同时发生和事件信息非正态分布的情况。通过理论分析、仿真和海上试验平台的历史数据，

6、证明了EDA的可行性和有效性。3．提出了事件触发的干扰避免传输协议(Event．orientedInterferenceAvoidance，简称EIA)。EIA通过对传感器节点的频率分配和时间调度，来避免事件信息传输过程中的干扰和冲突，实现相邻节点无干扰的并行传输。同时给出了在监测事件动态变化的时候，信息传输路径的动态调整策略。理论分析和仿真实验证明EIA明显减少了传输过程中的干扰和冲突，提高了网络效率。4．给出了事件触发的节点休眠机制(SleepSchedulingAlgorithm，简称SSA)并设计了与之对应的信息汇报方法(Gradi

7、entQueryAlgorithm，简称GQA)。对于目标事件监测这类应用，不需要一直保持完全覆盖监测区域，只需要让检测到目标事件的传感器节点保持活动就可以了。SSA可以找出每个传感器节点的最优休眠时间，让大部分传感器节点处于休眠状态，在节省能量的同时确保始终能监测到移动的目标事件。GQA针对SSA休眠机制，由查询事件触发，通过梯度路径汇报目标事件信息，信息汇报梯度基于传感器节点的休眠周期，这也是从用户到目标事件信息源最短的路径。通过理论分析和仿真证明了SSA和GQA在节省网络能量上的性能。事件触发的无线传感器网络在军事、环境监测、健康、家

8、庭和商业领域等各个方面得到了非常广泛的使用。对其进行深入的研究必将进一步提高无线传感器网络的性能，使其具有更加广阔的应用前景。关键词：无线传感器网络；节点定位；数据融合；千扰避免