延长无线传感器网络监测系统生命周期研究

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1、亩意犬落研究生毕业论文(申请硕士学位)论文题目：延长无线传感器网络监测系统生命周期研究作者：曹翔专业：计算机软件与理论研究方向：无线传感器网络指导教师：陈贵海教授南京大学计算机科学与技术系二。一一年五月南京大学研究生毕业论文第2页mIlllIllllULIIIIllI1111IUIIllIl

2、Y2371224ResearchonExtendinglifetimeofSurveillanceSystemsofWirelessSensorSystemsolWirelessensorNetworksPres

3、entedbyXiangCaoProfessorGuihaiChenADissertationsubmittedtotheGraduateSchoolofNanjingUniversityfortheDegreeofMasterDepartmentofComputerScienceandTechnologyNanjingUniversityNanjing，May2011南京大学研究生毕业论文第4页南京大学研究生毕业论文摘要最近，无线传感器网络吸引了许多研究人员的注意。作为一项重要的应用，传感器监测系统

4、被用于许多场合中。传感器节点经常由电池提供能源并且有着能量的限制。由于传感器监测系统经常被布置在偏远或者危险的地方，因此对电池重新充电或者更换显得比较困难。同时，传感器监测系统要求长时间的生命周期。因此，节能成为一项重要的课题。在本文中，我们首先概述了无线传感器网络。接着，我们简要介绍了延长传感器监测系统的生命周期问题。然后，我们对我们的工作从下面两个方面给予介绍：·有向传感器网络监测系统生命周期延长我们研究有向传感器网络监测系统的生命周期延长问题。传感器节点在感知物体(或者监控目标)时是有方向的，并

5、且它们的感知方向可以被动态调整。在一个平面内给定了一个传感器节点集合和一个目标集合，每一个目标需要全程被监控并且每个节点可以在其感知范围内监控所有的目标。我们的问题是调度传感器节点来监测所有的目标，并且将感知到的数据传输到基站，使得整个监测系统的生命周期尽可能延长。其中生命周期被定义为直到由于某些节点能量耗尽从而导致存在一个目标无法被监测到或者导致数据无法传输到基站的整个持续时间。我们证明了该问题是NP难问题，提出了一个启发式方法来划分系统的生命周期为许多的时间片段，并且在这些时间片段里激活传感器节点

6、轮流工作。这个启发式方法由两部分组成：1)对每一个时间片段选择节点工作；2)为每一个时间片段分配工作时间使得所有时间片段的总共工作时间尽可能延长。仿真用来展示了我们提出的方法可以显著的提高系统的生命周期。·基于数据融合模型的传感器网络监测系统生命周期延长延长传感器网络监测系统的生命周期是十分重要的。然而，目前存在的延长生命周期的方式只是基于简单的感知模型(譬如圆形模型)，这些模型没有考虑信号的衰减和传感器节点之间的协作。在实际中，数据融合已经被一些传感器系统所采用来提高监测性能。我们研究基于数据融合模

7、型的传感器网络监测系统生命周期延长问题。在平面内给定了一个传感器集合和一个目标集合，每一个目标需要全程被监控。我们的问题是调度传感器节点来监控所有的目标，使得整个监测系统的生命周期延长。网络的生命周期定义为每一个目标都被监控的持续时间。我们的工作考虑了信号强度随着距离增加而衰减这一事实。我们提出了两个启发式算法来组织传感器节点划分为不相交的覆盖集合中去，并且依次激活它们。仿真结果显示了算法的性能。第i页南京大学研究生毕业论文关键词：无线传感器网络；监测系统；生命周期；能量有效第ii页南京大学研究生毕业

8、论文ABSTRACTRecently,WirelessSensorNetworkshasdrawnmanyresearchers’attention．Asanimportantapplication，sensorsurveillancesystemiswidelyusedinmanyscenarios．Sensorsareoftenpoweredbybatteriesandhavelimitedenergy．Itisdifficulttorechargethebatteriesorreplacethe

9、mbecausesensorsurveillancesystemsareoftendeployedinsomeremoteordangerousplaces．Alsothenatureofsurveillancesystemsrequiresalonglifetime．Hence：energyefficiencybecomesanimportantissue．Inthispaper，wefirstreviewtheWirelessSensorNetwor