【正文】 度越低的目標其效用值越大，反之越小，因而臨界目標被優(yōu)先覆蓋，覆蓋資源被公平分配。2)節(jié)點調(diào)度。基于局部覆蓋集提出了鄰居感知調(diào)度(NSS)協(xié)議。NSS將節(jié)點劃分為多個覆蓋集，每個覆蓋集輪流工作一個周期。在每個工作周期末開始競爭活躍節(jié)點，即當(dāng)活躍節(jié)點判定其存在一個局部覆蓋集時活躍節(jié)點在下一個工作周期內(nèi)睡眠，否則繼續(xù)工作，以達到節(jié)點能量均勻消耗的目的，最大化網(wǎng)絡(luò)生存期。仿真實驗表明，EGA和EDO都大大改善了目標的覆蓋質(zhì)量，但EDO的性能比EGA算法高了近30％。NSS的性能與集中式的GreedyMSC算法的接近，但NSS的分布式特性使其更為實用。 綜上所述，本文針對能量高效的節(jié)點部署和覆蓋控制問題提出了相應(yīng)的解決方案，對于推進無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究和實用化具有一定的理論意義和應(yīng)用價值。 周亮 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗節(jié)點控制器芯片設(shè)計與實現(xiàn) 2007近年來，隨著傳感器技術(shù)、微機電系統(tǒng)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)代無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式處理技術(shù)等的發(fā)展，形成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這一前沿交叉學(xué)科，它在軍事、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價值。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用分布于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的各終端節(jié)點進行原始信息數(shù)據(jù)的采集，然后通過自組織多跳路由網(wǎng)絡(luò)傳送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點，最后通過多類型接口傳送至網(wǎng)關(guān)計算機并接入其他通用網(wǎng)絡(luò)，在遠程的監(jiān)控終端利用信息匯集與管理軟件平臺實現(xiàn)對監(jiān)測范圍內(nèi)的事件監(jiān)控。 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中大量分布的節(jié)點是其主要組成部分，在現(xiàn)有各類節(jié)點設(shè)計中主要采用在嵌入式領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一些通用處理器單元作為控制核心，而沒有針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開發(fā)專用的控制器芯片，這使得在節(jié)點設(shè)計中會受到體積、功耗等方面的限制，而在系統(tǒng)資源利用方面又難免會造成一些浪費，因此開展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)專用低功耗節(jié)點控制器芯片的設(shè)計具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。 本文主要介紹了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗節(jié)點控制器芯片的設(shè)計與實現(xiàn)，該芯片采用了8位哈佛體系結(jié)構(gòu)，使用與ELAN公司：EM78系列MCU兼容的RISC指令集，利用仿真器平臺及FPGA平臺完成了節(jié)點系統(tǒng)構(gòu)造，然后以SMIC 。最后以它作為低功耗節(jié)點專用控制器實現(xiàn)了節(jié)點平臺的搭建，構(gòu)建了一個通用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。 本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字系統(tǒng)低功耗設(shè)計的基本理論進行了研究和討論，接著基于上述理論進行了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的軟硬件設(shè)計以及多個測試平臺的實現(xiàn)，并重點講述了低功耗節(jié)點控制器的RTL設(shè)計與實現(xiàn)，然后開展了該控制器的后端設(shè)計，給出了設(shè)計版圖，最后利用FPGA平臺對該節(jié)點控制器進行了驗證及測試，給出了測試結(jié)果并進行了分析。實驗分析及功能驗證結(jié)果表明，該節(jié)點控制器滿足系統(tǒng)功能需求，技術(shù)性能優(yōu)良，達到設(shè)計目的。 蘇國斌 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息驅(qū)動的節(jié)點選擇機制研究 2006集成了傳感器、微機電系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)三大技術(shù)而形成的傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，本文在介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)特點的基礎(chǔ)上，分析、展望了一些有價值的應(yīng)用領(lǐng)域。結(jié)合已有的研究，總結(jié)并比較詳細地闡述了WSN的協(xié)議層次。本文結(jié)合定位和跟蹤問題，對常見的節(jié)點查詢方式、傳感器空洞、傳感器的節(jié)點模型等內(nèi)容進行了介紹，分析了WSN中進行定位和跟蹤活動時所表現(xiàn)出來的狀態(tài)相關(guān)的特性。從信息驅(qū)動的節(jié)點選擇機制主導(dǎo)思想入手，引入了信息效用的概念，并對使用互信息和使用馬氏距離估計信息效用的方法進行了歸納。具體說明了信息驅(qū)動的傳感器查詢和數(shù)據(jù)路由(IDSQ)的基本原理、算法步驟，說明節(jié)點選擇過程中如何實現(xiàn)提高信息增益、降低通信消耗，并比較了IDSQ在內(nèi)的幾種不同的算法，說明IDSQ在提高信息增益方面的優(yōu)勢。論文對信息驅(qū)動的節(jié)點選擇機制進行了仿真。 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，為了對目標進行定位和跟蹤，需要傳感器節(jié)點之間進行相互協(xié)作。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在節(jié)點電池能量受限，通信帶寬非常有限等特點，因此，怎樣選擇參加定位或跟蹤工作的節(jié)點，合理的確定節(jié)點的工作順序非常重要，對于提高定位和跟蹤的效率具有重要意義。本文研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息驅(qū)動的節(jié)點選擇機制。在節(jié)點選擇過程中，以可能提供的信息量為依據(jù)，對將要查詢的節(jié)點進行選擇，使得最大化信息增益同時最小化通信成本消耗，提高WSN定位和跟蹤的效率。 本文通過仿真，研究了傳感器節(jié)點工作順序?qū)Χㄎ混o止目標的影響問題，對比了信息驅(qū)動的節(jié)點選擇機制和最近鄰居節(jié)點選擇機制在進行節(jié)點選擇時，目標位置的定位情況，能量消耗情況以及信息熵的變化情況，說明信息驅(qū)動的節(jié)點選擇機制雖然在能量消耗方面多于最近鄰居節(jié)點選擇機制，但是這種節(jié)點選擇機制可以估計節(jié)點提供信息量的多少，給出更加合理的節(jié)點工作順序。本文研究了跟蹤移動物體問題以及通過均衡信息增益和通信消耗，進行節(jié)點選擇的方法，直觀的說明了消耗最少的節(jié)點選擇方式、信息增量最大的節(jié)點選擇方式和兼顧兩者的節(jié)點選擇方式三者之間的關(guān)系，以及如何進行相互轉(zhuǎn)換。 吳震東 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點協(xié)同相關(guān)問題研究 2007無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)通過散布在空間各區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點協(xié)作地監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并將這些信息通過自組多跳的方式傳送到用戶終端；同時又將用戶終端發(fā)布的命令下達至各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，對監(jiān)測、感知和采集等各行為進行調(diào)整；從而實現(xiàn)用戶、環(huán)境、計算設(shè)備實時動態(tài)的交互。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個資源受限、無線多跳傳輸、單節(jié)點易毀的自組織網(wǎng)絡(luò)。如何在這樣一個基礎(chǔ)條件不好的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)高效的、可擴展的、強壯的網(wǎng)絡(luò)互連，是擺在WSN研究者們面前的一個重大挑戰(zhàn)。研究者通過多學(xué)科交叉，新興技術(shù)運用等各種手段，從各種角度，對高效網(wǎng)絡(luò)互連進行研究。本文考慮，在WSN單節(jié)點能力非常有限的情況下，多個節(jié)點的有效組織、協(xié)同工作，具有系統(tǒng)提升網(wǎng)絡(luò)整體性能的潛力。由此，開展了WSN多節(jié)點協(xié)同問題研究。選取了WSN中若干關(guān)鍵支撐技術(shù)(拓撲控制、路由技術(shù)、可靠傳輸)作為切入點，考察了在WSN中如何有效地組織多節(jié)點協(xié)同，提升網(wǎng)絡(luò)性能。 本文具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)為了更好地開展多節(jié)點協(xié)同問題的研究，對WSN多節(jié)點協(xié)同的由來進行了梳理，給出了一個WSN多節(jié)點協(xié)同問題的定義，并將此定義與CSCW、協(xié)同計算、網(wǎng)格等相關(guān)概念進行辨析。 (2)通過研究面向多節(jié)點協(xié)同的拓撲控制策略，考察了構(gòu)造適合于多節(jié)點協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)拓撲的方法。研究了WSN整體能量效率、負載均衡和鄰居節(jié)點集的勢之間的關(guān)系；提出了分層處理的拓撲控制算法LELB，在能量效率和負載均衡之間找出較優(yōu)平衡點，以更好地發(fā)揮多節(jié)點協(xié)同的工作性能。 (3)通過研究基于地理位置信息的多節(jié)點協(xié)同路由機制，考察了多節(jié)點協(xié)同中繼在更好地適應(yīng)WSN多樣的無線環(huán)境和應(yīng)用需求方面的作用。研究了一種新的克服本地最小化現(xiàn)象的方法ClockwiseRule，替代了通常使用的“右手規(guī)則”，更利于并發(fā)多路由的選擇。在此基礎(chǔ)上，提出了基于多節(jié)點協(xié)同的自適應(yīng)多路由算法APMR(Adaptive ParallelMultipath Routing)，并嘗試了將人工智能中的本體(Ontology)技術(shù)引入多節(jié)點協(xié)同路由，增加自適應(yīng)判斷時的推理能力。 (4)通過研究基于多節(jié)點協(xié)同的高效數(shù)據(jù)匯聚模型(WSN中普遍存在著數(shù)據(jù)匯聚操作)，考察了多節(jié)點協(xié)同在數(shù)據(jù)匯聚過程中發(fā)揮的作用。研究了多節(jié)點協(xié)同的可靠性和協(xié)同開銷，給出了基于多節(jié)點協(xié)同的集合匯聚模型(SAM)，并設(shè)計了低功耗的多節(jié)點協(xié)同匯聚方法。理論分析和實驗檢驗，驗證了基于多節(jié)點協(xié)同的集合匯聚對網(wǎng)絡(luò)整體性能的有效提升。 (5)通過研究基于多節(jié)點協(xié)同的端到端可靠傳輸策略，考察了如何有效地組織多節(jié)點協(xié)同，以提高WSN的傳輸可靠性，提升網(wǎng)絡(luò)整體性能。研究了基于多節(jié)點協(xié)同中繼的集合傳輸策略，給出了集合傳輸算法Set Transfer。用信息論等工具對算法的傳輸性能進行了理論分析。通過理論和實驗論證了多節(jié)點協(xié)同傳輸可以在WSN不可靠鏈路上提供可靠的端到端傳輸，并很好地提升網(wǎng)絡(luò)整體性能。 盛燕 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)惡意節(jié)點識別技術(shù)研究 2008無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作在一個開放、合作和高度任意的環(huán)境中，具有節(jié)點間鏈接脆弱、節(jié)點完全暴露在物理環(huán)境中、拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化、身份認證缺乏等特性，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在許多安全漏洞，尤其內(nèi)部惡意節(jié)點難以防御，因此研究如何準確有效的識別惡意節(jié)點具有十分重要的意義。通過分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在的安全隱患、攻擊威脅以及現(xiàn)有的惡意節(jié)點識別方案的分析，本文側(cè)重于惡意節(jié)點識別技術(shù)的研究和改進。 針對無明顯攻擊特征的行為，本文對一種適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信譽評測模型進行改進，優(yōu)化信譽的計算更新，除了考慮單個節(jié)點的直接觀察信息之外，還需要學(xué)習(xí)其他節(jié)點的推薦經(jīng)驗，通過采取間接信譽信息的可信度檢測策略來抵制高信譽節(jié)點惡意推薦或誹謗其他節(jié)點，為盡量避免惡意節(jié)點騙取高信譽所帶來的損失，給予近期觀察信息更高重視，并有效的懲罰了自私節(jié)點，通過仿真實驗證明改進后的模型可更準確有效的識別出惡意節(jié)點。針對發(fā)起blindletter攻擊的惡意節(jié)點提出一種改進后的鄰居監(jiān)測機制，可以檢測節(jié)點是否將報文正確轉(zhuǎn)發(fā)，有效的彌補看門狗機制的不足。 針對具有明顯攻擊特征的行為，根據(jù)其表現(xiàn)出的不同特征采取不同的識別策略，對于黑洞節(jié)點提出基于響應(yīng)節(jié)點的遞推驗證策略，根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸特性，本文對已有的路由協(xié)議進行擴展，用路由協(xié)議產(chǎn)生的轉(zhuǎn)發(fā)列表來識別偽造報文的惡意節(jié)點，通過分析該方案輕負載、低能耗，適合資源受限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過仿真實驗證明可以有效識別出惡意節(jié)點。 最后總結(jié)所作的工作，并對下一步工作進行展望。本文鏈接：下載時間：2010年1月6日