無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)鋷缀嗡惴皯?yīng)用研究.pdf

1、隨著微電子學(xué),數(shù)字電路和無線通信等技術(shù)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)的使用已經(jīng)成為了現(xiàn)實。隨后,關(guān)于WSN的感知能力及應(yīng)用研究層出不窮。WSN是一種由低功耗、微小的傳感器節(jié)點密集布署而形成的無線網(wǎng)絡(luò)。它的主要功能是收集和傳播環(huán)境數(shù)據(jù)信息,促進了物理環(huán)境的精確遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋷缀嗡惴ㄊ抢糜嬎銕缀蔚姆椒▉韺崿F(xiàn)某些應(yīng)用。拓?fù)鋷缀卧赪SN的許多重要的基本應(yīng)用

2、中有著非常重要的作用。網(wǎng)絡(luò)路由,節(jié)點定位,邊界檢測,骨架提取,凸區(qū)域分解等網(wǎng)絡(luò)科學(xué)中的基本應(yīng)用都需要用到拓?fù)鋷缀畏椒?。本文圍繞拓?fù)鋷缀嗡惴皯?yīng)用進行了深入研究,針對定位及邊界檢測提出了新穎的協(xié)議來實現(xiàn)WSN的性能提升,開創(chuàng)性的解決了一些WSN領(lǐng)域的難題。
　　定位算法CATL有三個特點區(qū)別于前人的工作:(1)它可適用于二維和三維空間網(wǎng)絡(luò),并能定位可能含有空洞或者凹區(qū)域的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?(2)它是一個無錨節(jié)點的僅僅使用連通性信息來精確

3、的恢復(fù)原始網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),回復(fù)結(jié)果至多是產(chǎn)生原始拓?fù)涞目s放和旋轉(zhuǎn)效果;(3)它不依靠網(wǎng)絡(luò)的邊界信息,這使它很好地適應(yīng)了邊界難以識別的情況。CATL的核心點是發(fā)現(xiàn)凹點,經(jīng)過凹點的最短路徑通常是彎曲的,這種彎曲路徑的兩點間跳數(shù)估計距離會嚴(yán)重的偏離其真實的歐氏距離。于是提出了一個回避凹點的多點迭代定位機制。仿真實驗證明了CATL用適度的節(jié)點通信開銷得到了精確的定位結(jié)果。
　　邊界檢測算法CABET是一個新穎的基于連通性的大規(guī)模三維傳感器

4、網(wǎng)絡(luò)的邊界抽取方案。它是第一個既可適用于三維傳感器網(wǎng)絡(luò)又是純粹基于連通性的傳感器網(wǎng)絡(luò)邊界探測算法。這是一個完全分布式的協(xié)議。CABET的一個亮點在于它的對于關(guān)鍵節(jié)點的非均勻采樣(r'-sampling)。這種采樣方法選取一些節(jié)點作為信標(biāo)節(jié)點形成邊界曲面。在選取過程中,偏向于選取那些能體現(xiàn)突出的拓?fù)涮卣鞯墓?jié)點。仿真實驗證明在允許一些空洞出現(xiàn)和拓?fù)湫螤顝?fù)雜的情況下,CABET可以抽取出一個連接良好的邊界,其效果比其他最先進的邊界抽取方案更好