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無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中定位及節(jié)能研究
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、無線分布式信息處理技術(shù)的發(fā)展，由于E+E傳感器節(jié)點(diǎn)的廉價(jià)、低功率等特點(diǎn)，無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠很容易的被部署，并且可以通過E+E傳感器感知周圍環(huán)境的各種實(shí)時(shí)的真實(shí)數(shù)據(jù)，包括溫度、亮度、聲音強(qiáng)度、各種尺寸等，E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)很多應(yīng)用情況，例如惡劣的環(huán)境的監(jiān)測工作、敵對(duì)情況發(fā)生時(shí)的戰(zhàn)場監(jiān)測、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)時(shí)的自動(dòng)控制等。

無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中定位及節(jié)能研究
隨著無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，其民用價(jià)值也逐步體現(xiàn)，隨著IPV6技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能家居、樓宇監(jiān)控等應(yīng)用中葉扮演著不可替代的作用，人們依靠無線E+E傳感器節(jié)點(diǎn)獲取生活環(huán)境中的各種信息，以便提升人們對(duì)各種生活環(huán)境的控制，例如遠(yuǎn)程控制家用電器、遠(yuǎn)程接收家庭中兒童或者寵物狀態(tài)的報(bào)警燈。無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)提供給人們嶄新的獲取與處理信息的方式，成為當(dāng)今的熱門研究領(lǐng)域。首先介紹了無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)、研究目的、應(yīng)用意義，然后簡述了無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史、體系結(jié)構(gòu)和適用領(lǐng)域。 由于無線E+E傳感器節(jié)點(diǎn)部署的特點(diǎn)是隨機(jī)散布，許多情況下是隨機(jī)拋灑，E+E傳感器節(jié)點(diǎn)散落的環(huán)境很可能是人無法到達(dá)的環(huán)境，所以對(duì)已經(jīng)部署的E+E傳感器節(jié)點(diǎn)的后期維護(hù)和電量的供給基本不可能做到，E+E傳感器節(jié)點(diǎn)的體積也不能過大，這使得成本控制和能量高效成為必須面對(duì)的問題；另外，由于大量隨機(jī)部署、成本的限制，大部分無線E+E傳感器節(jié)點(diǎn)不能夠自己擁有自定位能力，而無線E+E傳感器應(yīng)用中，E+E傳感器節(jié)點(diǎn)感知到信息后，傳遞出去，必須使信息接收對(duì)象明確信息的發(fā)出位置，這樣的信息才有意義，所以定位問題也是無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中的重要問題。接下來，分別針對(duì)定位和節(jié)能問題，對(duì)E+E傳感器節(jié)點(diǎn)定位算法進(jìn)行詳細(xì)介紹，對(duì)比了主要定位算法的異同，然后對(duì)無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗分布情況做了詳細(xì)介紹。 針對(duì)定位與節(jié)能問題提出若干算法。針對(duì)目前定位算法的不足，提出了坐標(biāo)系在虛擬移動(dòng)時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)定位誤差變化的性質(zhì)，通過這個(gè)性質(zhì)，并根據(jù)跳數(shù)控制調(diào)整節(jié)點(diǎn)定位誤差，提高節(jié)點(diǎn)定位精度，同時(shí)，控制跳數(shù)可以降低能耗，實(shí)驗(yàn)證明該算法能夠有效提高節(jié)點(diǎn)定位精度。然后提出一個(gè)基于優(yōu)選信標(biāo)節(jié)點(diǎn)集合和部分區(qū)域射線掃描的無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法，該算法參考一定跳數(shù)以內(nèi)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)強(qiáng)度相互對(duì)比的方式，利用多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)將一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)確定在一個(gè)相對(duì)較小的區(qū)域內(nèi)，將無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署空間用虛擬的，起點(diǎn)為圓點(diǎn)的射線掃描空間，找出之前確定的區(qū)域與射線掃描的空間的交點(diǎn)，確定交點(diǎn)集合，然后找出交點(diǎn)集合中權(quán)重zui大的所有交點(diǎn)，zui后，確定某子交點(diǎn)集合權(quán)重zui大，那么這個(gè)交點(diǎn)集合的質(zhì)心就是該未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法在能耗較低的情況下提升了定位精度。然后提出基于腎上腺素控制的GA（GeneticAlgorithm）的無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法，該算法借鑒前蘇聯(lián)遺傳學(xué)家Dmitri Belyaev的實(shí)驗(yàn)啟發(fā)，將腎上腺素控制參數(shù)與GA應(yīng)用到定位算法中，選擇質(zhì)心算法作為參照算法，找出腎上腺素控制參數(shù)，使節(jié)點(diǎn)定位坐標(biāo)的種群快速收斂，提高了無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位精度。針對(duì)無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)能量受限的問題，提出了一種能耗轉(zhuǎn)移的節(jié)能辦法，將網(wǎng)絡(luò)生命周期中能耗較高的路徑上的能耗轉(zhuǎn)移到其他路徑上，分散整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。提出在無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期內(nèi)，節(jié)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)的數(shù)量與發(fā)生這個(gè)傳遞數(shù)據(jù)量的節(jié)點(diǎn)數(shù)量之間有穩(wěn)定對(duì)應(yīng)關(guān)系，由于數(shù)據(jù)傳遞引發(fā)的通信能耗占能耗的比重zui大，所以依靠上述關(guān)系獲取能耗從一個(gè)路徑轉(zhuǎn)移到另一個(gè)路徑的閾值，在能耗轉(zhuǎn)移的過程中為了將額外的能耗降至zui低，提出節(jié)點(diǎn)作用力的概念，利用這個(gè)概念降低新算法產(chǎn)生的額外能耗，實(shí)驗(yàn)證明該算法降低的無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗，延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

無線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中定位及節(jié)能研究
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