基于三维水声传感器网络覆盖与追踪机制研究

【摘要】水声无线传感器网络具有低功耗，节点体积小，成本低，网络自适应强的特点，非常适合目标的定位追踪，同时网络的覆盖问题也是一个研究热点。研究如何高效，低功耗的覆盖定位具有重要意义。本论文主要从以下几方面进行：（1）.介绍了水声传感器网络覆盖与定位追踪国内外发展现状，阐述了研究课题的目的与意义；（2）.简要的介绍了水声传感器网络的体系结构，特点以及应用范围，并对其进行简单的能耗分析；覆盖和定位追踪问题分别作为水声传感器网络的热点问题，介绍了覆盖分类，覆盖与网络连通度的关系，覆盖算法的概述，并对定位追踪的概念作了简单介绍；（3）.研究并且分析了无线传感器网络中的覆盖算法，提出相关的网格划分法，并从理论上实现覆盖效率最大化，在此研究结果下，结合节点边界约束，提出了一种对节点能量有效优化的VFA覆盖算法，对网络中每个节点引入排斥力、引力、边界约束力3种力的形式，使节点在整个网络中均匀分散开来，并引入移动距离、所受合力的上限阈值，以及调节节点性能的阈值、防止节点溢出的边界阈值，从而实现目标覆盖程度的最大化效果；（4）.使用仿真软件对提出的覆盖算法进行仿真分析，构建三维传感器网络模型，随机均匀放置传感器节点并拟合移动目标点的路径，使目标运动到任何位置时都能有效的被信标节点覆盖。改变信标节点密度，节点覆盖半径，从覆盖程度、覆盖效率、平均移动距离各方面对比改进后的算法；（5）.分析和研究了现有的节点定位算法，在减少通信开销，延长网络寿命并适当提高定位精度的基础上，提出新的三维DV-Hop算法，从对节点的随机部署，到采用非测距的跳数估计距离的方式进行节点的定位，为了提高定位精度，并降低能耗，引入权值函数以及信标点的选择机制，并在三维模型下进行模拟仿真，验证算法有效性；（6）.简要的概述了目标跟踪算法的相关研究，并比较了它们的优劣。
【作者】童海燕；
【导师】周巧娣；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】水声传感器网络；覆盖算法；定位算法；追踪；仿真；

【参考文献】
[1]靳二辉.健壮社团发现算法研究[D].西安电子科技大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[2]王亮亮.纳米微粒对溴化锂溶液表面张力及其沸腾特性的影响和机理[D].北京建筑大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2013,硕士.
[3]张东伟.关宝山选矿厂工程项目施工质量控制研究[D].吉林大学,工业工程,2014,硕士.
[4]姜琳.ICS播放系统中ISA安全通信算法的设计与实现[D].华中科技大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[5]王维丹,刘炜,汪永光,曹日芳.轻度认知障碍情景记忆损伤的神经心理学研究进展[J].中国老年学杂志,2015,03:824-827.
[6]王立超.当代国内歌剧院观演空间设计研究[D].北京建筑大学,建筑学,2013,硕士.
[7]赵连仁.污染土壤整治与管理的研究[D].大连海事大学,环境工程,2013,硕士.
[8]李国平,赵月华,张挨表.列车尾部安全防护装置集中管理系统的研究[J].中国铁路.2000(11)
[9]董永新.ADC测试技术研究[D].北京交通大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[10]潘蓉,常彦勋.最优(m,n,4,1)光正交签名码的进一步结果[J].中国科学:数学,2014,11:1141-1152.
[11]卢志刚,祁艳君,杨俊强,杨丽君,张晓辉.碳捕集系统在火电厂中的优化配置[J].电力系统自动化,2011,07:34-37+85.
[12]李甜.上海社区福利服务体系研究[D].上海工程技术大学,社会保障,2012,硕士.
[13]丁凡.基于气阴两虚、瘀浊内阻病机的糖尿病肾病证候临床研究[D].北京中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[14]黄维.高校学生知识管理支持系统的构建研究[D].扬州大学,现代教育技术,2012,硕士.
[15]林晓红.邮件社团特殊人物发现算法的研究[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[16]李盈钰.我国商业银行中间业务发展策略研究[D].吉林大学,金融学,2014,硕士.
[17]范振先.英系大白猪性能观察及母猪体况对繁殖的影响[D].中国农业大学,养殖,2004,硕士.
[18]肖坚.改革开放以来江西省居民收入差距实证及公共政策分析[D].南昌大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[19]吴承伟,马国军,周平.流体流动的边界滑移问题研究进展[J].力学进展,2008,03:265-282.
[20]宋贝.农村社区感现状及其影响因素的分析与研究[D].中南民族大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[21]文波.中药金铁锁地上部分的化学成分与生物活性研究[D].福建中医药大学,中药学,2014,硕士.
[22]高军,杨雨,代双和,徐攀,钱俊欣,郭增虎,唐艳红.碳酸盐岩溶洞系统地震识别、特征描述及成因分析[J].石油地球物理勘探,2013,S1:104-108+202+9.
[23]冯彩平.吕梁市农村社会救助制度建设问题研究[D].山西财经大学,社会保障,2013,硕士.
[24]张晓蕾,孙如宁,杨小弟.石墨烯量子点印迹传感器检测盐酸罗哌卡因[J].分析测试学报,2015,02:159-163.
[25]张士强.在杭体育专业大学生主观幸福感调查研究[D].杭州师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[26]张昭涛,杨燕,江波.基于群体智能的一种聚类算法研究[J].淮海工学院学报(自然科学版),2005,02:24-27.
[27]王佳.博物馆类历史建筑改造中异质元素的应用研究[D].华南理工大学,建筑学（专业学位）,2012,硕士.
[28]谷加丽.2010～2011年深圳市福田区0～14岁儿童哮喘流行病学调查[D].遵义医学院,儿科学（专业学位）,2013,硕士.
[29]刘振国.高频金融数据波动率计算方法的研究[D].长春工业大学,应用数学,2013,硕士.
[30]何钞.基于FPGA的空间编队DS-UWB通信多用户检测算法研究[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[31]薄立卿.电信行业垄断中的消费者权益保护[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[32]黄浩.我国定向增发对中小投资者收益影响的研究[D].中南林业科技大学,企业管理,2013,硕士.
[33]马慧.行为心理学视角下游赏性街道空间设计方法初探[D].长安大学,城市规划与设计,2014,硕士.
[34]郑彪.基于FPGA的16通道超声相控阵控制系统的研究[D].西南交通大学,光学工程,2014,硕士.
[35]吴丹辉.后金融危机时代外贸人才培养模式研究[D].浙江工业大学,2012.
[36]黄晶晶.重庆市农村建设用地流转模式比较研究[D].西南大学,土地资源管理,2014,硕士.
[37]张少华.新型站内信号灯断丝定位报警系统[J].铁道通信信号.2004(04)
[38]高良.两轴离心机振动台激振系统设计及伺服控制策略的研究[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[39]孙生生.金刚石纳米锥与Cu-TCNQ纳米线的光电特性研究[D].哈尔滨工业大学,光学,2013,硕士.
[40]李娜娜.新型矿用救生舱舱体结构设计及参数优化研究[D].西安科技大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[41]张龙.铁路运输基础设备维修管理模式研究[D].西南交通大学,交通运输,2012,硕士.
[42]戴井岗,孙玮.数字HDTV接收机中结合载波恢复的自适应均衡器[J].现代电信科技.1995(01)
[43]柏红,王毅.一种新型序分量高压线路保护选相元件[J].电力系统自动化,2007,12:64-67.
[44]刘磊.论志愿服务的道德理念[D].湖南师范大学,伦理学,2013,硕士.
[45]陈新中,李岩,杨炳儒.Web用户访问模式挖掘研究[J].计算机科学,2003,03:27-29+43.
[46]本报记者王增宁.正是橙黄橘绿时[N].中国测绘报,2003/09/26007.
[47]尹丹.国际反洗钱经验与中国反洗钱研究[D].西南财经大学,2005.
[48]高薇.植物新品种DUS测试统计分析系统设计与实现[D].浙江大学,植物保护,2012,硕士.
[49]张攸民.MIDAS-8000型自动控制系统[J].发电设备.1992(03)
[50]李铭,朱利川,张全发,程晓莉.不同土地利用类型对丹江口库区土壤氮矿化的影响[J].植物生态学报,2012,06:530-538.