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无线传感器网络是由低成本、低功耗、具备感知、数据处理、存储和无线通信能力的微型传感器节点通过自组织方式形成的网络。网络覆盖控制是无线传感器网络研究和应用的关键性基础问题。近年来,MEMS技术的发展已经使得移动传感器成为可能,本文主要研究由静止节点和移动节点组成的无线传感器网络的覆盖控制问题。 由于随机的初始部署使得传感器节点未能完全覆盖监测区域,或者由于节点故障、能量耗尽等原因导致节点失效使得网络出现覆盖盲区,针对这些问题,本文提出一种基于Voronoi图的覆盖盲区发现策略。把监测区域中的传感器节点视为空间中的点集,收集监测区域内所有工作节点的位置信息,并根据位置信息构造监测区域的Voronoi图,利用点集形成的Voronoi图信息判断监测区域是否出现覆盖盲区。为了尽力避免修复盲区时带来的大量冗余覆盖,考虑了同一Voronoi区域中多个盲区的情况,提出一种在节点中建立盲区顶点列表的方法,根据Voronoi区域的特点确定覆盖盲区位置,从而减少因为修复盲区而带来的冗余信息转发。
针对网络存活期内覆盖盲区的发现,提出一种基于蚁群算法的覆盖盲区的动态修复机制。该机制将覆盖盲区当作食物,拥有移动能力的传感器节点当作蚂蚁,移动节点模仿蚂蚁觅食的模式去修复网络中的覆盖盲区。食物散发气味以flooding方式传播扩散,根据节点能量及移动节点的移动能力设置转发跳数,随着跳数的增加减小气味强度。并设计一种随机避让策略,根据移动节点的能量与将要移动距离之比设置随机等待参数,把修复机会留给能量充足且移动距离短的节点,有效解决盲区修复问题。 最后通过仿真实验分析了移动节点利用率、节点平均移动距离两个性能指标,与完全使用静止节点相比,该方法使节点部署更加均匀,’提高了网络的服务质量,验证了蚁群算法修复盲区策略的可靠性和有效性。
【关键词】：&&&&&&
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：
ABSTRACT6-11
第1章 绪论11-17
1.1 引言11-12
1.2 研究现状12-13
1.3 论文研究内容13-14
1.4 论文组织结构14-17
第2章 无线传感器网络概述17-25
2.1 无线传感器网络的概念17
2.2 无线传感器网络体系结构的特点与需求17-18
2.3 无线传感器网络的体系结构18-22
2.4 无线传感器网络的应用22-24
2.5 本章小结24-25
第3章 无线传感器网络覆盖技术25-35
3.1 传感器节点感知模型25
3.2 无线传感器网络区域覆盖问题25-29
3.2.1 能效性随机覆盖方法26-27
3.2.2 连接性随机覆盖方法27-29
3.3 无线传感器网络的点覆盖问题29-30
3.3.1 随机型点覆盖问题30
3.3.2 确定型点覆盖问题30
3.4 无线传感器网络栅栏覆盖问题30-31
3.4.1 栅栏覆盖模型Ⅰ31
3.4.2 栅栏覆盖模型Ⅱ31
3.5 无线传感器网络的覆盖指标31-32
3.6 本章小结32-35
第4章 蚁群算法35-45
4.1 蚂蚁的觅食行为35-36
4.2 人工蚂蚁与真实蚂蚁的异同36-37
4.3 基本蚁群算法37-41
4.3.1 基本蚁群算法的数学模型及实现37-39
4.3.2 基本蚁群算法的复杂度分析39-41
4.3.3 蚁群算法的参数优化问题41
4.4 几种常见蚁群优化算法41-43
4.4.1 蚁群系统41-42
4.4.2 最大最小蚂蚁系统42
4.4.3 自适应蚁群算法42-43
4.5 本章小结43-45
第5章 基于VORONOI图的覆盖盲区的发现45-59
5.1 问题描述45-46
5.2 Voronoi图的基本知识46-48
5.3 基本假设及定理48-49
5.4 Voronoi图在盲区发现中的应用49-56
5.4.1 原理及Voronoi图的构造算法49-52
5.4.2 盲区的发现52-53
5.4.3 盲区位置的确定53-54
5.4.4 同一个盲区重复修复问题的解决54-56
5.5 本章小结56-59
第6章 基于蚁群算法的覆盖盲区的修复59-67
6.1 节点初始部署策略59-60
6.2 移动节点的工作流程60-62
6.3 移动节点之间的协调62-63
6.4 试验结果与分析63-66
6.5 本章小结66-67
第7章 结论与展望67-69
7.1 总结67
7.2 展望67-69
参考文献 -kr.net69-73
参考知识库
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无线网络设备安装与配置
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你可能喜欢扫除无线盲区 轻松使用无线AP扩充覆盖
　　第1页：利用无线AP的组网方案
　　在部署无线网络时，如何将无线信号传递的更远，减少墙体对无线信号的屏蔽阻隔，是企业和个人常常苦恼的。除了选用出色的无线路由器外，使用无线AP来做为无线路由器的有效补充，是个不错的解决方案。通过无线AP的部署，来增强无线网络信号，减少无线信号在传递过程中的衰减，只有如此才能够尽量避免无线信号中的盲区，扩大无线网络的覆盖范围。
　　利用无线AP的组网方案
　　无线AP不能直接跟ADSL MODEM相连，所以在使用时必须再添加一台交换机或者集线器：使用下面的拓扑架构时，AP和无线路由器的用法是一样的。不过，大部分无线路由器由于具有宽带拨号的能力，因此可以直接跟ADSL MODEM连接进行宽带共享。利用无线AP的组网方案
　　AP即可以和无线网卡建立无线连接，也可以和有线网卡通过网线建立有线连接。如果只有一个LAN口，一般不用它来直接接电脑，而是用来与有线网络建立连接，直接连接前端的路由器或者是交换机。
　　对于建筑结构较简单、面积相对较小、用户相对集中的场合及对容量需求较大的区域，如小型会议室、酒吧、休闲中心等场景宜选用此类AP设备，该类型设备可根据不同环境灵活实施分布，也可同时工作在AP和桥接等混合模式下。
　　第2页：轻松扩充无线 AP3010DN无线AP
　　轻松扩充无线 华为AP3010DN无线AP
　　华为AP3010DN无线AP是款出色的无线接入产品，它采用白色时尚色调，造型典雅，有组网灵活、绿色节能等优势。华为AP3010DN无线AP支持2.4GHz和5GHz双频段的同时无线应用，有效避免2.4GHz频段上日益拥堵，为更高容量的无线接入提供了可能。华为 AP3010DN 后视图
　　作为一款支持2.4GHz和5GHz双频段的产品，华为AP3010DN的硬件配置在802.11n级的600M无线产品中的表现相当出色。它采用最新一代802.11n芯片技术，性能更高，覆盖能力更强。它内置128MB内存和32MB的Flash闪存，并采用2dBi和2.5dBi的低功耗内置天线，绿色节能，在扩充无线覆盖的同时，有效减少电磁污染，令企业用户安心使用。
华为 AP3010DN 侧视图
　　华为AP3010DN无线AP支持IEEE 802.11a/b/g/n标准，每射频最高速率达300Mbps。支持2X2 MIMO技术，令无线信号覆盖更广。它灵活的组网能力，满足接入、桥接（WDS）等多种组网应用场景。强大的环境适应能力，自动选择传输速率、信道和发射功率，自适应射频环境，实时回避干扰。自适应带宽管理，自动根据用户数量、环境等因素调整用户带宽分配，改善用户体验。
　　华为AP3010DN无线AP支持Fit模式的WLAN(Wireless Local Area Network)接入点设备。支持802.3af以太网供电标准，简化设备安装要求，扩大了设备的安装范围适合部署在建筑结构较简单、面积相对较小、用户相对集中的场合及对容量需求较大的区域，如小型会议室、酒吧、休闲中心等场景，灵活的组网能力，满足接入等多种组网应用场景。
　　华为AP3010DN机身侧面设有大面积的散热风口，产品设计还具有较高的稳定性，可保证在长时间工作中良好的散热效果。它定位于企业级用户共享上网，侧重对客户端的上网速度的同时，在稳定性与安全性方面的考虑同样周全，相当具有实用性。而多天线设计的传输速度比之其它标准的11N无线路由更是强出不少。
　　第3页：华为AP3010DN无线AP的突出特性
　　华为AP3010DN无线AP的突出特性
　　为了满足不同应用环境的需求，华为AP3010DN让用户很方便的将AP3010DN作为现有网络的扩展。如果用户需要布置多个无线接入点来实现较大范围的无线接入服务，那么AP3010DN会使网络的设置管理更为方便，用户只要在无线交换机上进行相应的设置即可，不用每个接入点都进行单独设置，而且AP3010DN最大可以支持设置16个SSID。华为 AP3010DN 无线AP
　　先进的瘦AP网络架构 便于企业无线高效应用
　　华为AP3010DN无线AP采用瘦AP网络架构，无需独立AC，节省客户投资，同时可以做到AP的统一配置和集中管理，从无线网络向导化配置、故障准确定位和快速恢复等方面，让无线网络的运维管理效率获得飞速提升，让企业应用既省心又省力；此外，通过AC对AP进行集中的射频管理，采用华为自研的高级优化算法和直观的网优调整方法，可以实现更好的无线信号覆盖、更简单的无线漫游和更智能的负载均衡，无线网络性能更佳，无线上网速率更快。
　　多样灵活的AP部署方式 保证无线整体覆盖
　　一般的无线组网方案，设备选型和部署方式单一，造成企业无线覆盖范围内的用户体验存在很大的差异，而华为AP3010DN无线AP可以按照企业无线部署环境灵活选择，在企业各区域实现无线覆盖更有针对性和匹配性，无论是在公共区域放装部署，还是在会议室区域部署，都可以让无线覆盖场强更加均衡，无线接入和漫游更加稳定，用户体验更好。
　　精细的用户组控制 提供更安全的访问
　　华为AP3010DN无线AP采用了自研的用户组控制策略技术，比普通的ACL控制功能更加强大，不仅可以细化到控制同一SSID的用户互访隔离，而且采用黑白名单方式轻松实现每个接入用户的访问许可和限速控制，在实际运用中，这种微调化的管理方式将使得企业无线网络的安全隔离措施更简单更高效，客人上网安全保障性更好，从接入侧杜绝入住客人资料被窃的可能，同时也是办公网安全隔离的有效措施之一。
　　智能的多用户调度 保证用户接入稳定
　　面对多用户同时接入同一AP造成网络下降的问题，采用了更智能化的多用户调度技术，实时感知接入用户数量，通过调整信道参数和负载均衡，在高密度场景下实现多用户接入时的速率和稳定性保证，使得企业在大量员工使用无线网络时可以轻松应对多人接入无线网络的场景，提升企业办公用网的效率。
　　总结：华为AP3010DN无线AP拓网好选择
　　华为AP3010DN具有时尚美观，性能强劲，功能丰富，管理方便等优势，它简单易用，搭配丰富的配套管理软件及QOS限速功能，综合性能强劲。支持多种安全加密方式，令企业的无线网络更加安全稳定，适合各类中小企业选择组网。
　　附：华为认证商业经销商联系方式
　　华为认证商业经销商联系方式（点击放大）　　其他区域认证商业经销商联系方式：/cn/partners/check/vendition-select/index.htm
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