隨機部署無線感測器網路

基本信息

作者：陳曦
定價：42元
印次：1-1
ISBN：9787302476702
出版日期：2017.10.01
印刷日期：2017.10.11

內容介紹

本書針對隨機部署的無線感測器網路, 分析網路覆蓋性能的基本特性並設計出非完全覆蓋的節點工作模式；分析感測器網路以大機率捕捉動態目標的節點調度機制與節點工作模式對覆蓋性能及網路壽命的影響；進一步提出以機率轉發的多路由通信協定. 最後介紹基於能量強度的多目標聲源定位及目標個數的估計方法與基於 Mica感測器系統的目標定位與跟蹤的實驗. 本書可供高等院校相關專業的研究生以及從事無線感測器網路的研究和套用的人員參考.

目錄

第 1章緒論 .1

1.1無線感測器網路概述 .1

1.2無線感測器網路的研究內容 .3

1.3無線感測器網路的套用 6

1.4本書的內容與結構 .8

第 2章無線感測器網路覆蓋問題 .9

2.1覆蓋問題的幾個要素 .9

2.1.1節點的感知模型 .9

2.1.2覆蓋類型 . 10

2.1.3節點的部署方式 . 10

2.1.4節點的調度方式 . 11

2.2覆蓋問題的研究現狀 . 12

2.2.1基於節點位置信息的覆蓋配置 . 13

2.2.2基於節點工作機率的覆蓋配置 . 15

2.2.3基於局部環境信息的覆蓋配置 . 16

2.2.4動態目標探測和異構網路 16

2.3覆蓋問題的難點 17

第 3章隨機部署網路覆蓋性能. 18

3.1同構網路的點覆蓋 . 18

3.1.1點覆蓋的機率 . 19

3.1.2完全覆蓋與點覆蓋的比較 20

3.1.3節點以一定機率工作下的點覆蓋的機率 20

3.1.4邊界效應的分析 . 22

3.2異構網路的點覆蓋 . 25

3.2.1點覆蓋的機率 . 25

3.2.2性能與成本的最佳化 26

3.3仿真實驗 29

3.3.1同構網路的仿真實驗 . 29

3.3.2異構網路的仿真實驗 . 31

隨機部署無線感測器網路

3.4總結 . 33

第 4章比例覆蓋配置 34

4.1基於定位的比例覆蓋配置 . 34

4.1.1責任區域的概念及性質 . 35...

4.1.2比例覆蓋配置協定38

4.1.3仿真實驗.39

4.2免定位的比例覆蓋配置42

4.2.1責任區域.42

4.2.2站崗協定.44

4.2.3仿真實驗.46

4.3總結.49

第5章動態目標的探測.50

5.1節點狀態切換機制.50

5.2動態目標探測的性能分析.51

5.2.1單個感測器的探測機率.51

5.2.2給定路徑下的目標探測機率.54

5.2.3探測到目標的感測器節點的個數56

5.3套用實例57

5.3.1森林火災監測系統設計.57

5.3.2邊境監測系統設計與最佳化58

5.4總結.61

第6章感測器網路的隨機調度算法63

6.1網路模型描述.63

6.2隨機調度機制.64

6.2.1能耗分析.64

6.2.2工作機率的動態調節.66

6.2.3時間同步與網路連通性.68

6.2.4調度算法性能測試68

6.3節點故障模型下的調度機制.72

6.3.1節點發生故障的模型.72

6.3.2考慮節點故障的調度算法73

6.4網路性能的改進75

6.4.1動態工作機率的修正.75

6.4.2周期長度的選取.76

6.4.3仿真實驗.77

6.5總結.78

目錄

第7章機率轉發路由協定.79

7.1路由協定79

7.1.1常見網路拓撲結構80

7.1.2路由協定的研究現狀.82

7.2機率轉發模型.83

7.2.1機率轉發協定描述84

7.2.2轉發機率分析.84

7.3仿真軟體ns2與ProFor的仿真87

7.3.1仿真軟體ns2.87

7.3.2ProFor的仿真.89

7.4ProFor的仿真結果及其分析93

7.4.1機率轉發的仿真過程.93

7.4.2單次轉發.94

7.4.3機率轉發的仿真結果.94

7.5總結.97

第8章機率轉發協定的擴展98

8.1考慮丟包率的機率轉發協定.98

8.1.1轉發機率分析.99

8.1.2仿真結果分析.100

8.1.3誤碼率對數據傳輸成功率的影響105

8.2數據包合併轉發機制.105

8.2.1合併轉發機制分析106

8.2.2數據包合併的仿真108

8.3機率轉發協定的節點能耗.109

8.3.1同源節點轉發的分析.109

8.3.2轉發次數的仿真統計與分析.110

8.3.3關於節點轉發次數的總結113

8.4節點狀態切換與多基站113

8.4.1節點狀態切換機制113

8.4.2關於基站的討論.114

8.5總結.115

第9章基於能量強度的多目標聲源定位.116

9.1目標定位與跟蹤的研究現狀.117

9.2目標個數已知的多目標定位.119

9.2.1聲音能量強度測量模型.120

9.2.2基於最大似然估計的多目標定位121

9.2.3基於目標初始化的多目標定位算法.123

隨機部署無線感測器網路

9.2.4多目標定位算法的仿真與分析.126

9.3目標個數的估計問題.128

9.3.1基於聚類的目標個數的估計.129

9.3.2基於模型最小描述長度的目標個數估計135

9.3.3目標個數估計的仿真與分析.137

9.4總結.139

第10章實驗研究：目標定位方法140

10.1MICA系統.140

10.1.1MICA的硬體系統.140

10.1.2TinyOS軟體系統142

10.1.3網路和基站的接口實現143

10.2常用的目標定位方法143

10.2.1基於測距的目標定位方法.143

10.2.2免測距的目標定位方法144

10.3三種測距方法的實驗結果.145

10.3.1利用電磁波信號強度測距.145

10.3.2利用聲音信號強度測距146

10.3.3利用聲音信號的傳播時間測距147

10.4不同定位方法的實驗結果.148

10.4.1基於測距的定位方法148

10.4.2免測距的定位方法.149

10.5總結.150

參考文獻.151