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《目標(biāo)監(jiān)測的Mobile WSNs節(jié)點(diǎn)部署及移動(dòng)Agent路徑優(yōu)化研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、博博博士士士學(xué)學(xué)學(xué)位位位論論論文文文目標(biāo)監(jiān)測的MobileWSNs節(jié)點(diǎn)部署及移動(dòng)Agent路徑優(yōu)化研究RESEARCHONSENSORDEPLOYMENTANDMOBILEAGENTROUTINGOPTIMIZATIONSFORTARGETMONITORINGINMOBILEWIRELESSSENSORNETWORKS涂涂涂志志志亮亮亮哈哈哈爾爾爾濱濱濱工工工業(yè)業(yè)業(yè)大大大學(xué)學(xué)學(xué)2012年年年5月月月國內(nèi)圖書分類號：TP13學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：681.5密級：公開工工工學(xué)學(xué)學(xué)博博博士士
2、士學(xué)學(xué)學(xué)位位位論論論文文文目標(biāo)監(jiān)測的MobileWSNs節(jié)點(diǎn)部署及移動(dòng)Agent路徑優(yōu)化研究博士研究生：涂志亮導(dǎo)師：沈毅教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：控制科學(xué)與工程所在單位：航天學(xué)院答辯日期：2012年5月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classi?edIndex:TP13U.D.C:681.5DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONSENSORDEPLOYMENTANDMOBILEAGENTROUTINGOPTIMIZATIONSF
3、ORTARGETMONITORINGINMOBILEWIRELESSSENSORNETWORKSCandidate:ZhiliangTuSupervisor:Prof.YiShenAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:DepartmentofControlScienceandEngineeringAliation:SchoolofAstronauticsDateofDefence:May,2012Degree-Conferrin
4、g-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要微機(jī)電技術(shù)在近年來的持續(xù)、快速發(fā)展使得移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建成本越發(fā)低廉、性能越來越高、功能越來越豐富。由于具備更多功能和移動(dòng)能力，移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)靜態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)難以抵達(dá)或自適應(yīng)要求高的環(huán)境中，因此引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。傳感器的部署問題一直是傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)之一，傳感器的合理分布是保證網(wǎng)絡(luò)高效且長期工作的前提。目前移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)可分為純移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)和混合傳感器網(wǎng)絡(luò)，大部分對該兩種網(wǎng)絡(luò)的部署
5、研究都是在給定的靜態(tài)環(huán)境中進(jìn)行。而很多應(yīng)用環(huán)境中，監(jiān)測信息具有一定動(dòng)態(tài)，且由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模以及通信能耗大等特性，部署算法必須是分布式的。因此對動(dòng)態(tài)環(huán)境中的分布式移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)部署控制研究有著重要的意義。本文在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)靜止或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)（事件），以及監(jiān)測區(qū)以目標(biāo)為中心的背景下，對各種不同部署目標(biāo)下的分布式控制以及部署后基于一種新型融合模式—“移動(dòng)Agent融合模型”的Agent融合路徑優(yōu)化問題進(jìn)行了研究。本文的主要內(nèi)容包括：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)無覆蓋漏洞時(shí)覆蓋面積最大的優(yōu)化問題。在僅可利用本地和鄰居節(jié)點(diǎn)信息的限
6、制下，以逼近包含目標(biāo)為中心的正三角形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為目的，在傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程分別為一階和二階積分器模型時(shí)，提出針對靜止和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的分布式控制算法。為確保穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，在逼近目?biāo)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)速度趨于一致。為確保覆蓋無漏洞、使節(jié)點(diǎn)分布更均勻、使節(jié)點(diǎn)更緊湊地包圍目標(biāo)，分別提出相應(yīng)改善規(guī)則。對提出的控制算法，分別基于LaSalle和非光滑分析給出穩(wěn)定性證明。在以目標(biāo)為中心的各向同性傳感器網(wǎng)絡(luò)均勻部署算法基礎(chǔ)上，提出一類各向異性傳感器網(wǎng)絡(luò)部署算法和以預(yù)測軌跡為中心的均勻部署算法。監(jiān)測質(zhì)量最優(yōu)的分布式控
7、制問題。首先提出基于最小二乘法和一致性算法的目標(biāo)位置估計(jì)算法，隨后建立基于Voronoi剖分的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)。在傳感器傳感半徑和通信半徑受限的情況下，提出只依賴于本地信息和Voronoi鄰居節(jié)點(diǎn)信息的分布式控制算法。提出了基于非均勻部署的監(jiān)測質(zhì)量優(yōu)化方法。利用生成隨機(jī)數(shù)的逆函數(shù)法，構(gòu)建從均勻部署算法到傳感器節(jié)點(diǎn)分布逼近信息密度分布函數(shù)的非均勻部署以此來提高事件檢測概率。負(fù)載均衡的分布式控制問題。首先將負(fù)載均衡問題轉(zhuǎn)化為以信息密度函數(shù)為權(quán)值的監(jiān)測區(qū)等重剖分問題?？紤]到傳感器半徑受限，提出基-I-哈爾濱工
8、業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文于Voronoi圖的分布式負(fù)載均衡控制算法，并提出同時(shí)考慮其它優(yōu)化目標(biāo)的控制算法?？紤]到在信息密度函數(shù)為常值時(shí)，基于Voronoi圖的負(fù)載均衡剖分存在且不一定唯一，而信息密度函數(shù)不為常值時(shí)基于Voronoi圖的負(fù)載均衡剖分不一定存在，提出一種基于逆函數(shù)法的廣義Voronoi剖分和分布式控制算法，以此得到任意信息分布密度函數(shù)情況下的負(fù)載均衡剖分算法。移動(dòng)Agent融合路徑優(yōu)化問題。在部署完成后，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇芍那疤嵯?，首先在單Agent融合時(shí)，建立優(yōu)
