基于无坐标信息的无线传感器网络边缘检测技术的研究

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无线传感器网络[1-4](Wireless Sensor Network:WSN)由一组微小型功能齐全的MEMS装置构成,这些微型装置包括传感器、无线发射器和接收器、电源,它们分布在一个地理区域中对该区域进行实时监测[5]。无线传感器网络本身具有计算处理能力,网络中的各节点之间可以互相通信以便获取网络中的数据,同时节点之间还可以自动组织网络并且协同进行工作。与传统的单一大型传感器或有线通信装置相比,无线传感器网络内部主要靠无线通信,这使得无线传感器网络在精度、灵活性、经济性、可靠性等诸多方面都有明显的优越性[6]。无线传感器网络边缘检测[7]对于实现无线传感器网络优质应用至关重要,是网络实现高效应用的支撑技术之一。在无线传感器网络应用中,边缘检测在目标跟踪、覆盖检测和路由构造等方面都发挥着举足轻重的作用。论文研究了无线传感器网络边缘节点的识别问题,在一个无线传感器网络中,邻居节点之间可以直接建立连接,并且可以估计与附近节点的距离(并不是实际的距离)。论文的目的是在不依靠网络中节点的坐标信息的情况下,仅仅通过节点之间的连接关系和邻居节点之间的距离来寻找边缘节点。论文首先提出一种寻找网络边缘节点的算法并分别应用于分布式与集中式场景中,网络中的节点分布在一个有边界、无坐标、低密度、随机部署的无线传感器网络中,此算法的关键思想是在集中式场景中提出的,并且扩展到了分布式场景中,通过仿真实验证明分布式实现相对于真实的无线传感器网络更加有效,而且分布式算法相对于集中式算法能够检测出更高质量的网络边界,尤其是在稀疏网络中由于节点之间的稀疏连接而不能收集到所有节点的位置信息,分布式算法具有很高的优势。之后论文在几何知识与拓扑知识相结合的前提下提出了一种无线传感器网络边缘检测新的分布式算法,基于有向树扩展的多边形包围检测算法,算法对于网络节点的密度没有限制要求,仿真结果表明该算法有效避免了错检、漏检情况的发生,判别方法简单准确,有效提高了无线传感器网络边缘检测的效率和精度。论文研究无线传感器网络边缘检测技术,旨在对现有算法进行详细分析并设计相应新的优化算法,不需要任何节点的位置信息,仅依靠节点之间的连通性质来完成所需任务,并且在边缘检测实现的基础上本文对无线传感器网络的应用方面进行了概括总结,并详细介绍了无线传感器网络中目标跟踪技术的相关算法及应用。
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