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基于复杂网络无线传感器网络拓扑设计及应用研究.pdf
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基于复杂网络无线传感器网络拓扑设计及应用研究.pdf
摘要无线传感器网络是当今物联网的关键技术之一,是一种多跳无线自组织网络,由大量的微型传感器节点所构成。它的主要特点是低功耗、低成本、分布式和自组织,但是网络中的每一个传感器节点在采集数据和执行本地相关计算的能力是有限的,而且节点的能量也同样会受到一定的限制,这些都会导致无线传感器网络的缓慢发展,并且造成网络拥堵的情况,所以亟待对网络拓扑结构进行优化,以尽可能多的节省能量,提高网络抗毁性,保证其应用安全等。因而,本文主要的研究内容如下:芯糠治隽宋尴叽ǜ衅魍缋砺酆透丛油缋砺邸F渲邪无线传感器网络的特点、主要技术、拓扑结构;小世界网络模型;网络抗毁性及相关模型。杓乒菇艘桓龌谙喙亓诮嫉奈尴叽ǜ衅魍缤仄私构,该结构的设计是以小区无线网络多信道控制为仿真环境,采用邻近图的功率控制算法,运用多路衰减模型,通过对无线传感器网络拓扑结构节点数目、最小传输半径,节点定位的确定,基于小世界模型的簇点层次拓扑的构建进行分析,动态地去剔除网络节点间的冗余,形成一个数据不断传递的网络链路,在保证网络连通性和稀疏性的同时达到能量高效和能量平衡;最后通过仿真分析进一步验证了本文所构建的拓扑结构的可行性。
关键词:复杂网络,拓扑结构,抗毁性,无线传感器,通信芯糠治隽艘跃涞腜网模型为原型的缂读J效模型,但是该模型在无线传感器动态节点之间的应用会形成一定的缺陷,而且其灵活性不强。因而,本文对此模型做了进一步研究,并在其时间和层次方面做了相关优化,最终得出了优化的抗毁模型;基于促进网络自组织效应的产生及不断自我进化的考虑,后续采用粒子算法对模型数值进行演化;最后通过仿真分析进一步验证了优化模型抗毁性的白组织演化能力。
琺獁甒..瑃瓾,琣,琣,甀..琲.甌,
瑃..甒...瑃瓼,瓸:.琣
目录摘要⋯⋯.:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第滦髀邸引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..本文的主要工作和内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..第禄谙喙亓诮嫉奈尴叽ǜ衅魍缤仄说慕ⅰ小世界网络模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一无线传感器网络拓扑基本模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..无线传感器网络拓扑结构的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...芯坑攀啤.尴叽ǜ衅魍缤仄私⒌募父龉丶侍狻.谛∈狸送缒P偷拇氐悴愦瓮仄说墓菇ā.丛油缦禄诹诮嫉奈尴叽ǜ衅魍缤仄私峁梗小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第禄谀芰科胶夂陀行У奈尴叽ǜ衅魍缤仄私峁狗抡妗引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯仿真环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.尴咝藕拍P汀.抡娣桨浮抡娣椒ā骸仿真参数与结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.抡娌问⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..
.抡娼峁小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..第挛尴叽ǜ衅魍缤仄私峁沟挠τ谩引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.抗毁模型原型及其优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯够倌P汀.够倌P偷挠呕缤仄说姆抡嬗虢峁芯俊.抡娌问头椒ā小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第陆崾铩骸结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..湖南师范大学学位论文原创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..湖南师范大学学位论文版权使用授权书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一.
第滦髀引言在无线传感器网络中,设置有数量众多的微型传感器节点,它们通过无线连接自组织成传感器网络,它们相互协作,对网络所覆盖的地理区域内的信息进行收集整理,感知与传输。节点对于整个无线传感器网络此狄庖逯卮螅钦鐾缭俗鞯幕 无线传感器网络又可以分为两类:如若任一节点在结构上都与其他所有节点相连结,那么就称之为全网状结构;如若只是部分节点与其他所有的点相连,那么则称之为部分网状结构。还可以根据节点的功能把它分为传感器节点、汇聚节点和管理节点。在信息的实际传输中,数据可能通过不同的节点进行“多跳传输”,从传感器节点到汇聚节点继而再跳到管理节点,可见对于整个无线传感器网络来说,节点的研究都是有着非常重大的意义。无线传感器网络的特点是低成本、低功耗、分布式和自组织瞧渫中的每一个传感器节点在采集数据和执行本地相关计算的能力是有限的,而且其节点的能量也同样会受到一定的限制,这些都会导致无线传感器网络的缓慢发展,并且造成网络拥堵的情况,所以亟待对网络拓扑结构进行优化,以尽可能多的节省能量,提高网络抗毁性,保证其应用安全等。在
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