發(fā)布時間：2019-04-02 07:18

【摘要】：隨著水下傳感器設(shè)備的發(fā)展,無線傳感器部署到水下環(huán)境中,通過傳感器自組織能力構(gòu)建成水下無線傳感器網(wǎng)。水下傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于建設(shè)智慧海洋領(lǐng)域。例如,海洋數(shù)據(jù)采集、污染監(jiān)測、海洋勘探、災(zāi)難預(yù)防以及輔助導(dǎo)航等。某一時間段某區(qū)域內(nèi)群體性傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)異常,我們認為該區(qū)域發(fā)生了事件。當(dāng)某一事件發(fā)生時,決策者需要能夠迅速地制定及時高效的方案,此時,確定事件覆蓋區(qū)域和事件源尤為重要,是事件能否得到遏制或解決的關(guān)鍵。為了應(yīng)對此種挑戰(zhàn),本文提出了事件區(qū)域感知和事件源識別機制。具體內(nèi)容如下:1)構(gòu)建路由樹,建立上下層級父子節(jié)點之間的連通關(guān)系;修正路由樹,確保父子節(jié)點連通關(guān)系和傳輸質(zhì)量相對較優(yōu),基于路由樹路徑規(guī)劃,描述區(qū)域查詢機制;2)基于路由樹與區(qū)域查詢機制,考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎暮蛥^(qū)域連通性,提出集成中繼節(jié)點選擇和數(shù)據(jù)聚合上報的方式,為后續(xù)事件區(qū)域感知和事件源的識別作數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。集成中繼節(jié)點選擇考慮相鄰節(jié)點中異常節(jié)點個數(shù)和節(jié)點距基站的層數(shù)。3)通過上報聚合的數(shù)據(jù)集合和傳感器節(jié)點通信半徑,構(gòu)建加權(quán)連通圖,頂點權(quán)重為異常節(jié)點屬性異常值,邊權(quán)重則是兩節(jié)點權(quán)重的平均和,頂,頂點和邊權(quán)重大小表示區(qū)域異常的程度�；�于加權(quán)連通圖,確定事件覆蓋區(qū)域,而加權(quán)圖的重心,則是事件源。本文基于路由樹提出了數(shù)據(jù)聚合上報方式、事件區(qū)域感知和事件源識別機制能夠能量高效地感知事件區(qū)域和識別事件源。模擬實驗結(jié)果驗證了事件區(qū)域感知和事件源識別機制具備有效性,并且顯著地降低了無線傳感器能量消耗,一定程度上延長了傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期。
[Abstract]:With the development of underwater sensor equipment, wireless sensor is deployed in underwater environment, and the sensor self-organizing ability is used to construct underwater wireless sensor network. The underwater sensor network is applied to the construction of intelligent ocean field. For example, marine data collection, pollution monitoring, marine exploration, disaster prevention and auxiliary navigation. In a certain period of time, the data of cluster sensor nodes in a certain region are abnormal, and we think that there is an event in this area. When an event occurs, the decision maker needs to be able to quickly formulate a timely and efficient plan. At this time, it is particularly important to determine the coverage area and the source of the event, which is the key to whether the event can be contained or resolved. In order to deal with this challenge, this paper proposes an event region awareness and event source identification mechanism. The main contents are as follows: 1) constructing the routing tree and establishing the connectivity between parent and child nodes at the upper and lower levels; The route tree is modified to ensure the parent-child node connectivity and transmission quality is relatively optimal. Based on route tree path planning, the region query mechanism is described. 2) based on the routing tree and regional query mechanism, considering the energy consumption and regional connectivity of data transmission, an integrated relay node selection and data aggregation reporting method is proposed, which serves as a data basis for the subsequent event region awareness and event source identification. The integrated relay node selects the number of abnormal nodes in the adjacent nodes and the number of layers from the base station. 3) by reporting the aggregated data set and the communication radius of the sensor nodes, the weighted connectivity graph is constructed. The vertex weight is the abnormal node attribute outliers, while the edge weight is the average sum of the two nodes' weights, and the vertex and edge weights indicate the extent of the region anomaly. Based on the weighted connected graph, the event coverage area is determined, and the center of gravity of the weighted graph is the event source. This paper proposes a data aggregation reporting method based on the routing tree. The event region awareness and event source recognition mechanism can efficiently perceive the event region and identify the event source. The simulation results verify the effectiveness of the event region sensing and event source recognition mechanisms, and significantly reduce the energy consumption of wireless sensors, and prolong the life cycle of sensor networks to a certain extent.
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212.9;TN929.3

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本文編號：2452371