随机部署无线传感器网络PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 无线传感器网络概述 1

1.2 无线传感器网络的研究内容 3

1.3 无线传感器网络的应用 6

1.4 本书的内容与结构 8

第2章 无线传感器网络覆盖问题 9

2.1 覆盖问题的几个要素 9

2.1.1 节点的感知模型 9

2.1.2 覆盖类型 10

2.1.3 节点的部署方式 10

2.1.4 节点的调度方式 11

2.2 覆盖问题的研究现状 12

2.2.1 基于节点位置信息的覆盖配置 13

2.2.2 基于节点工作概率的覆盖配置 15

2.2.3 基于局部环境信息的覆盖配置 16

2.2.4 动态目标探测和异构网络 16

2.3 覆盖问题的难点 17

第3章 随机部署网络覆盖性能 18

3.1 同构网络的点覆盖 18

3.1.1 点覆盖的概率 19

3.1.2 完全覆盖与点覆盖的比较 20

3.1.3 节点以一定概率工作下的点覆盖的概率 20

3.1.4 边界效应的分析 22

3.2 异构网络的点覆盖 25

3.2.1 点覆盖的概率 25

3.2.2 性能与成本的优化 26

3.3 仿真实验 29

3.3.1 同构网络的仿真实验 29

3.3.2 异构网络的仿真实验 31

3.4 总结 33

第4章 比例覆盖配置 34

4.1 基于定位的比例覆盖配置 34

4.1.1 责任区域的概念及性质 35

4.1.2 比例覆盖配置协议 38

4.1.3 仿真实验 39

4.2 免定位的比例覆盖配置 42

4.2.1 责任区域 42

4.2.2 站岗协议 44

4.2.3 仿真实验 46

4.3 总结 49

第5章 动态目标的探测 50

5.1 节点状态切换机制 50

5.2 动态目标探测的性能分析 51

5.2.1 单个传感器的探测概率 51

5.2.2 给定路径下的目标探测概率 54

5.2.3 探测到目标的传感器节点的个数 56

5.3 应用实例 57

5.3.1 森林火灾监测系统设计 57

5.3.2 边境监测系统设计与优化 58

5.4 总结 61

第6章 传感器网络的随机调度算法 63

6.1 网络模型描述 63

6.2 随机调度机制 64

6.2.1 能耗分析 64

6.2.2 工作概率的动态调节 66

6.2.3 时间同步与网络连通性 68

6.2.4 调度算法性能测试 68

6.3 节点故障模型下的调度机制 72

6.3.1 节点发生故障的模型 72

6.3.2 考虑节点故障的调度算法 73

6.4 网络性能的改进 75

6.4.1 动态工作概率的修正 75

6.4.2 周期长度的选取 76

6.4.3 仿真实验 77

6.5 总结 78

第7章 概率转发路由协议 79

7.1 路由协议 79

7.1.1 常见网络拓扑结构 80

7.1.2 路由协议的研究现状 82

7.2 概率转发模型 83

7.2.1 概率转发协议描述 84

7.2.2 转发概率分析 84

7.3 仿真软件ns2与ProFor的仿真 87

7.3.1 仿真软件ns2 87

7.3.2 ProFor的仿真 89

7.4 ProFor的仿真结果及其分析 93

7.4.1 概率转发的仿真过程 93

7.4.2 单次转发 94

7.4.3 概率转发的仿真结果 94

7.5 总结 97

第8章 概率转发协议的扩展 98

8.1 考虑丢包率的概率转发协议 98

8.1.1 转发概率分析 99

8.1.2 仿真结果分析 100

8.1.3 误码率对数据传输成功率的影响 105

8.2 数据包合并转发机制 105

8.2.1 合并转发机制分析 106

8.2.2 数据包合并的仿真 108

8.3 概率转发协议的节点能耗 109

8.3.1 同源节点转发的分析 109

8.3.2 转发次数的仿真统计与分析 110

8.3.3 关于节点转发次数的总结 113

8.4 节点状态切换与多基站 113

8.4.1 节点状态切换机制 113

8.4.2 关于基站的讨论 114

8.5 总结 115

第9章 基于能量强度的多目标声源定位 116

9.1 目标定位与跟踪的研究现状 117

9.2 目标个数已知的多目标定位 119

9.2.1 声音能量强度测量模型 120

9.2.2 基于最大似然估计的多目标定位 121

9.2.3 基于目标初始化的多目标定位算法 123

9.2.4 多目标定位算法的仿真与分析 126

9.3 目标个数的估计问题 128

9.3.1 基于聚类的目标个数的估计 129

9.3.2 基于模型最小描述长度的目标个数估计 135

9.3.3 目标个数估计的仿真与分析 137

9.4 总结 139

第10章 实验研究：目标定位方法 140

10.1 MICA系统 140

10.1.1 MICA的硬件系统 140

10.1.2 TinyOS软件系统 142

10.1.3 网络和基站的接口实现 143

10.2 常用的目标定位方法 143

10.2.1 基于测距的目标定位方法 143

10.2.2 免测距的目标定位方法 144

10.3 三种测距方法的实验结果 145

10.3.1 利用电磁波信号强度测距 145

10.3.2 利用声音信号强度测距 146

10.3.3 利用声音信号的传播时间测距 147

10.4 不同定位方法的实验结果 148

10.4.1 基于测距的定位方法 148

10.4.2 免测距的定位方法 149

10.5 总结 150

参考文献 151