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美國Fairchild仙童無線傳感器網(wǎng)絡的研究
無線傳感器網(wǎng)絡是由大量隨機分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微小節(jié)點組成，節(jié)點間通過自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡，是一種大規(guī)模、無人值守、資源嚴格受限的分布系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡具有廣泛的應用前景，在環(huán)境保護如湖泊水質(zhì)的環(huán)境監(jiān)測中具有特殊的應用價值。

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綜合應用智能Agent與蟻群和PSO算法，實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡路由的優(yōu)化與維護，同時研究了與其相關的無線傳感器網(wǎng)絡服務質(zhì)量QoS,并解決了無線傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點定位問題。論文研究的主要內(nèi)容為： （1）綜述了無線傳感器網(wǎng)絡的基本概況及發(fā)展現(xiàn)狀，討論了無線傳感器網(wǎng)絡的特點和關鍵技術(shù)，介紹了其應用及發(fā)展方向。接著重點分析了無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議的相關工作，展望了有關技術(shù)的發(fā)展動態(tài)和成果，分析了有關路由算法的基本原理和應用，以及基于QoS的路由協(xié)議。對于在湖泊的環(huán)境監(jiān)測中的應用，討論了無線傳感器網(wǎng)絡的技術(shù)要求。接著綜述了路由維護和節(jié)點定位的相關工作，建立了模擬環(huán)境。 （2）計算機網(wǎng)絡協(xié)議中zui重要的部分是路由協(xié)議，對于無線傳感器網(wǎng)絡，由于其自主分布和動態(tài)的特點，使得路由問題越加復雜，要使無線傳感器網(wǎng)絡成為滿足一定網(wǎng)絡服務質(zhì)量要求的網(wǎng)絡，就必須對路由策略進行深入的研究。第三章討論了QoS度量值的含義，提出了綜合QoS指標的計算方法，為采用Agent的基于QoS的智能路由優(yōu)化算法提供了基礎。接著詳細設計了Agent的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和行為動作，給出了基于Agent的路由算法，分別結(jié)合了蟻群算法和PSO算法，進行路由優(yōu)化。通過對提出的路由算法的測試，表明算法是可行和有效的，能滿足無線傳感器網(wǎng)絡的在湖泊環(huán)境監(jiān)測中QoS需求，同時也能適應網(wǎng)絡中節(jié)點的移動。 （3）網(wǎng)絡維護是路由協(xié)議中非常重要的一個部分，特別對于由于節(jié)點失效和節(jié)點移動引起的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)變化的無線傳感器網(wǎng)絡。第四章利用Agent的動態(tài)特性，提出了基于隨機移動Agent（RMA）的路由維護算法，從而在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變化時保證網(wǎng)絡較高的QoS水平。算法設計的RMA在網(wǎng)絡中隨機地移動，記錄了有關的信息，這些信息中包含了用于路由維護的有效信息。實驗表明基于隨機移動Agent（RMA）的路由維護算法是有效的。 （4）對于不同無線傳感器網(wǎng)絡應用系統(tǒng)，節(jié)點定位有著不同的要求。第五章在深入分析了具有代表性的兩種分布式的節(jié)點定位算法，從定位精度及能量消耗兩個方面給出了分析結(jié)果，并在此基礎上提出了改進的定位BB RP算法，同時推廣應用在移動無線傳感器網(wǎng)絡中。仿真結(jié)果表明，BB RP算法雖然在定位精度略低于原有的算法，但是在能量消耗指標上有了較大的提高，使得無線傳感器網(wǎng)絡的生命周期延長。

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無線傳感器網(wǎng)絡是新興網(wǎng)絡，它采用無線通信技術(shù)，由微小的傳感器組成，無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點具備感應能力、信息處理能力和無線通信能力，使無線傳感器網(wǎng)絡有廣闊的應用前景，可廣泛用于軍事、環(huán)境、醫(yī)療保健、空間探索及各種商業(yè)應用。無線傳感器網(wǎng)絡是新的研究領域，文中分析了無線傳感器網(wǎng)絡研究中的熱點問題，討論了無線傳感器網(wǎng)絡的應用，展望了無線傳感器網(wǎng)絡的美好前景。