项目名称: 面向节能的多源异构无线传感网拓扑控制理论与算法研究

项目编号: No.61304256

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 洪榛

作者单位: 浙江理工大学

项目金额: 23万元

中文摘要: 能量约束是无线传感器网络(WSNs)最核心问题之一,多源传感器节点的差异性及面对不同恶劣环境都会加剧实际网络模型的复杂性,而拓扑控制是解决此类问题的一种有效手段。本项目从最优化理论和图论角度出发,提出拓扑控制理论与算法。相比现有理想的网络模型,拟结合多源异构WSNs 的能量、时延、丢包、时钟不同步等约束条件,建立复杂有效的数学模型,利用凸优化理论分析并设计启发式算法求解最优网络拓扑结构。将WSNs以图的方式描述,利用图论方法,结合数据融合算法,通过分析拓扑维护的触发机制,寻找合适的自适应触发条件,构建面向连通性和Qos保障的拓扑控制策略。考虑概率网络模型,基于可靠性理论分析计算网络可达性,进而提出机会拓扑控制算法。本项目的研究结果将在面向节能的多源异构无线传感器网络的拓扑控制理论上取得创新和突破,促进该理论及算法在无线传感器网络领域和物联网产业中的应用,并进一步推动其发展和完善。

中文关键词: 多源异构无线传感网;拓扑控制;图论;优化;节能

英文摘要: Energy constraint is one of the key problems in wireless sensor networks (WSNs). The differences of multi-source sensor nodes and different harsh environment which faces will exacerbate the complexity of the actual network model. However, topology control is an efficient way to solve such problems. In this project, it starts from optimization theory and graph theory while topology control theory and algorithms are proposed. Compared with the ideal network model, we will combine constraints from multi-source heterogeneous WSNs such as energy, time-delay, packet loss and clock synchronization to establish complex and effective mathematical model. Then some heuristic algorithms are analyzed and designed to obtain the optimal network topology using convex optimization theory. Furthermore, WSNs is described by graph. Combined with graph theory and data fusion algorithm, it needs to find a suitable and adaptive trigger condition to build connectivity-oriented and Qos preservation topology control strategy through the analysis of topology maintenance trigger mechanism. Considering the probability network model, we analyze and compute the network reachability based on reliability theory, and further proposes opportunity-based topology control algorithm. The research result of this project will make innovations and break

英文关键词: multi-source heterogeneous wireless sensor network;topology control;graph theory;optimization;energy conservation

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