無線傳感器網絡關鍵技術研究及應用.pdf

1、作為一種新興的信息獲取和處理技術，無線傳感器網絡日益成為學術界及工業(yè)界關注的重點。鑒于傳感器網絡中節(jié)點移動的不可避免性和必要性，在考慮了無線傳感器網絡中移動節(jié)點的功能需求的基礎上，設計并實現了一種雙輪差分驅動、SMA模塊化電子系統(tǒng)結構的MDmoteZ移動節(jié)點。并且，針對室外應用環(huán)境的應用需求，設計并實現了一種四輪驅動的4WDmoteZ移動節(jié)點。同時，建立了一個基于無線傳感器網絡的網絡覆蓋實例，從而為下面章節(jié)的節(jié)點部署與網絡修復，以及定位

2、與跟蹤等的研究提供了有效平臺支撐。
　　 本文首先針對無線傳感器網絡中節(jié)點部署和網絡修復問題展開討論，提出一種基于柵格簇劃分的優(yōu)化覆蓋探測部署算法，在每個柵格內移動節(jié)點通過Z形環(huán)境探測策略以完成柵格內的節(jié)點部署，同時，針對Dijstra最短路徑算法進行改進，在更新最短路徑值與選擇最短路徑值最小的結點時，僅僅涉及結點的鄰居母親結點集合及標識集合中所有結點的鄰居母親結點集合與已標識集合的差集，因此減少了參與選擇計算的結點，進而提高了

3、移動節(jié)點執(zhí)行網絡修復時的路徑規(guī)劃效率。
　　 在傳感器網絡中，位置信息對傳感器網絡的監(jiān)測活動至關重要。提出了一種針對無線傳感器網絡的自適應定位算法，該方法利用移動節(jié)點自部署或人為部署新節(jié)點的方法實現對無線信號傳播模型進行不斷在線修正，避免由于多徑衰減、障礙物阻擋等外部因素造成的測量值偏小、奇異值和丟包等情況對定位精度的影響，并且消除由于節(jié)點自身能量因素導致的定位誤差，從而提高無線傳感器網絡中節(jié)點的自適應定位能力。同時，移動節(jié)點在

4、運動控制過程中，為安全準確到達標定位置，提出了一種基于模糊推理的路徑跟蹤導航控制方法，并用于移動節(jié)點的實時路徑跟蹤控制，通過提高標定路徑跟蹤的精度以完成對信號傳播模型的有效在線修正。
　　 根據相鄰傳感器節(jié)點之間的存在空間數據相關性，提出了一種基于蜂窩分簇結構的信息壓縮算法，通過建立一個簇頭選擇橢圓限制區(qū)域，并且結合節(jié)點剩余能量和地理分布的情況來決定成為簇頭節(jié)點的權重，每個蜂窩簇內的所有傳感器節(jié)點中通過選擇一個簇成員節(jié)點發(fā)送完整

5、的數據到簇頭節(jié)點，其他簇成員只發(fā)送LDPC編碼壓縮后的信息，簇頭節(jié)點收到數據后，通過LDPC解碼恢復其他簇成員數據，從而利用較少的計算能量消耗來節(jié)省較大的傳輸和接收消耗，進而延長節(jié)點壽命和網絡的生存期。
　　 針對目前核輻射監(jiān)測在大范圍、多點位、不間斷實時監(jiān)測方面存在不足，設計并實現了一種基于傳感器網絡的核輻射監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)同時結合了輻射測量、衛(wèi)星定位和軟件設計等多種技術，采用了低功耗、模塊化和標準數字接口、透明信道、動態(tài)