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1、华 北 电 力 大 学毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告学生姓名： 张孟涛 班级： 通信 0702 所在院系：电子与通信工程系 所在专业： 通信工程 设计（论文）题目： 无线传感器网络节点布置优化 指导教师： 贾惠彬 2011 年 3 月 18 日毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告一、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不低于 2000 字的文献综述。 （另附）二、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：研究问题：无线传感器网络(WSN)是部署在监测区域内的大量微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理
2、 网络覆盖区域内被监测对象的信息，并发送给观察者。WSN 常应用于军事、化工、煤矿、森林环境监测等偏远或环境恶劣的现场，无线传感器网络节点是无线传感器网络的基本构成单位，由其组成的硬件平台和具体的应用 要求密切相关，因此节点的设计将直接影响到整个无线传感器网络的性能。（WSN)中，节点自身定位问题已成为一个重要的研究方向。对于大多数的应用，不知道节点位置而感知的数据是没有意义的。节点定位技术属于无 线传感器网络应用支撑技术，在无线传感器网络体系中占有重要地位。拟采用研究手段：1.熟悉现阶段无线传感器网络布置优化的各种算法原理、实现方法，比较它们各自的优缺点。2.用 matlab 编程实现用遗传
3、算法解决无线传感器网络布置优化，并与目前的算法比较，找出其优势。3.探讨遗传算法的应用前景。三、指导教师意见：1 对“文献综述”的评语：2对学生前期工作情况的评价（包括确定的研究方法、手段是否合理等方面）：指导教师：年 月 日无线传感器网络节点布置优化1.课题背景及研究意义早在上世纪 70 年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总
4、线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。1996 年，美国 UCLA 大学的 William J Kaiser 教授向 DARPA 提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代 WSN 网络的序幕。1998 年，同是 UCLA 大学的 Gregory J Pottie 教授从网络研究的角度重新阐释了 WSN 的科学意义。在其后的 10 余年里，WSN 网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓
5、库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。美国商业周刊将 WSN 网络列为 21 世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的 10 大技术之一。无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国，非常重视无线传感器网络的发展，IEEE 正在努力推进无线传感器网络的应用和发展，波士顿大学(Boston Unversity)还于最近创办了传感器网络协会(Sensor Network Consortium)，期望能促进传感器联网技术开发。除了波士顿大学
6、，该协会还包括 BP、霍尼韦尔(Honeywell) 、Inetco Systems、Invensys 、 L-3 Communications、Millennial Net、Radianse 、Sensicast Systems 及 Textron Systems。美国的技术评论杂志在论述未来新兴十大技术时，更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术， 商业周刊 预测的未来四大新技术中，无线传感器网络也列入其中。可以预计，无线传感器网络的广泛是一种必然趋势，它的出现将会给人类社会带来极大的变革。2.研究现状及发展方向无线传感器网络的基本功能是将一系列在空间上分散的传感器单元通过自组织的无线网
7、络进行连接，从而将各自采集的数据进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应的分析和处理。因具有成本低、范围大、布设灵活、移动支持等特点，无线传感器网络在工业监控、智能电力、矿山安全、医疗健康、环境监测等行业的应用一直广受重视。与此同时，无线传感器网络也面临着延长节点工作时间、增加通信距离、小型化、标准化等技术挑战和寻找应用场景等市场挑战。无线传感器网络已经成为政府推进物联网发展的首要着力点，在政府的高度关注和明确支持以及产业的技术发展、需求推动等协同作用下，中国无线传感器网络市场将在未来一段时间内以超过 200的年均复合增长率增长，并于 2015 年
8、达到 200 亿元的规模。无线传感器网络的发展将帮助物联网实现社会生产生活中信息感知能力、信息互通性和智能决策能力的全面提升，为我国成为创新型国家的战略性目标和国家的跨越式发展做出重大贡献。Gartner 信息技术研究与咨询公司从 2005 年到 2008 年对 WSN 网络的技术追踪和评估。2005 年，Gartner 认为 WSN 技术的关注度已经越过了膨胀高峰并回归理性，表现为以美国为首的科研人员开始理性反思这种技术模式是不是有进一步推广和发展的机会。当时的预期比较乐观，认为该技术将在 25 年内走向成熟。2006 年，Gartner 的评估认为该技术正按照预定曲线前行，但成熟时间要更长
9、一些；而到了 2007 年，Gartner 发现对该技术的关注度又有大幅度回升，但其市场并没有走向高产能期，而是似乎又回到了技术膨胀期。同时，距离成熟的时间仍然是 10 年以上。超过 5 年的市场预测往往意味公司对该项技术缺乏准确的判断。从这一点上看，WSN 技术从市场的角度上看还有些扑朔迷离。 Gartner 的 2008 年技术预测报告中没有对该领域进行预测也正是基于这一点。这种结果的可能原因是杀手级应用所需的几项关键性的支撑技术目前难于突破，微型化、可靠性、能量供给在目前看来是制约应用的最大问题。另外，这些技术之间还彼此制约。首先，微型化使节点通信距离变短，路径长度增加，数据延迟难于预期
10、；其次，能量获取和存储容量与设备体积( 表面积) 呈正比，充足的能源和微型化设计之间的矛盾难于调和；再有，现有电子技术还很难做到可降解的绿色设计，微型化给回收带来困难，从而威胁到环境健康。无线传感器网络技术要想在未来十几年内有所发展，一方面要在这些关键的支撑技术上有所突破；另一方面，就要在成熟的市场中寻找应用，构思更有趣、更高效的应用模式。值得庆幸的是，WSN 技术在中国找到了发展机会。政府引导、研究人员推动和企业的积极参与大大加快了 WSN 技术的市场化进程。中国必将在 WSN 技术和市场推进中发挥重要作用。3.总结WSN 网络从机制研究、系统研发，到应用示范试点，正在努力走向技术和产业的成
11、熟。在中国，政府的引导、研究人员的推动和企业的积极参与使 WSN 网络技术快速稳步发展。为了让 WSN 更快地进入应用产业，为更多人服务，必须在努力寻找独特的杀手锏应用的同时，更多地将目光转向改善成熟产业中对自动化监测、检验和管理的应用需求，为其量身订做协议、软件和产品，并努力做到与现有管理系统的无缝连接。只有在应用和市场上站稳脚跟，才能保持 WSN 在技术上的持续发展。参考文献1杨凌云，张帆，谢小军，冯友宏.无线传感器节点的自身定位.信息技术，2007.2匡林爱，蔡自兴. 一种带宽约束的无线传感器网络节点调度算法.高技术通讯，2010.3刘辉亚，徐建波. 无线传感器网络节点定位的移动信标节点
12、路径规划.传感技术学报，2010.4房晶，吴昊，白松林. 嵌入式无线传感器网络节点与通信平台的构建.中国科技论文在线，2010.5李明明，李伟. 低功耗无线传感器网络节点的设计技术.测控技术，2010.6陈德明，张元，李鹏. 无线传感器网络节点的加权定位研究.计算机工程与应用，2010.7戴莹，王建平，张崇巍. 无线传感器网络节点定位算法的研究与改进.传感技术学报，2010.8刘学平. 一维环境下的无线传感器网络节点定位算法.计算机工程与应用，2010.9伍春，陈雪冬，江虹，楚红雨. 基于蓝牙的无线传感器网络节点设计与实现.计算机应用与软件，2010.10刘志华，赵寿君，齐冬梅. 三维无线传感器网络节点的序列垂心定位.无线电工程，2010.11唐鹭，洪月华，伍华健. 无线传感器网络节点定位综合算法.蓄电池.计算机工程与应用，2010.12齐凯，张国煊，申兴发. 无线传感器网络节点的系统设计.杭州电子科技大学学报，2009.13姜志鹏，高随祥. 无线传感器网络节点定位的同心圆改进算法.计算机科学，2009.14曹小红，李颖，丰皇. 无线传感器网络节点定位技术综述.信息技术，2009.
