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系統識別號 U0002-2207201001001600
中文論文名稱 基於網格化之無線感測網路空洞偵測機制
英文論文名稱 A Grid-based Hole Detection Scheme in WSNs
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 98
學期 2
出版年 99
研究生中文姓名 林湘婷
研究生英文姓名 Shaing-Ting Lin
學號 796410156
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2010-05-25
論文頁數 68頁
口試委員 指導教授-王英宏
委員-梅興
委員-逄愛君
委員-陳振炎
委員-王英宏
中文關鍵字 無線感測網路  網格化  空洞偵測  覆蓋空洞 
英文關鍵字 Wireless Sensor Networks  Grid-based network  Hole Detection  Coverage Hole 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 無線感測網路(Wireless Sensor Networks, WSNs)其技術可廣泛應用在許多領域中,尤其是環境監測。然而,由於部署無線感測節點時的不平均,或有障礙物例如湖和山丘的存在,或感測節點的電量耗盡與被外力破壞等因素,進而造成無線感測網路中存在著空洞(Hole),而這些空洞會使無線感測網路的效能降低。因此,如何找出這些空洞的位置,並利用這些空洞位置所獲得的資訊,提升無線感測網路之效能,是一個相當重要的研究議題。為了解決這樣的問題,所以我們提出一個基於網格化之無線感測器網路空洞偵測機制。藉由網格式架構的方式,利用網格首節點廣播及代傳空洞偵測資訊,並由資料收集點加以計算空洞之位置等資訊,以提高網路整體效能。
英文摘要 Wireless Sensor Networks (WSNs) can be widely utilized in many applications especially in environmental surveillance. However, there exist some holes within the WSNs caused by some factors such as non-uniform deployment of sensor nodes, the existence of physical obstacle such as mountains and lakes, some sensor nodes deplete their energy, and being destroyed by outside forces. These holes will degrade the performance of wireless sensor networks (WSNs). Hence, how to discover the position of the holes and utilize the information to improve the performance of WSNs is a significant issue. In order to solve this problem, we proposed a grid-based hole detection scheme in WSNs. In grid architecture, we use the grid head to broadcast and forward the hole detection request and respond. And then, sink will calculate the position of the holes for improving the performance of the WSNs.
論文目次 目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究背景 2
1-3 研究動機 5
1-4 研究目的 6
1-5 論文架構 7
第二章 相關背景與研究 8
2-1 無線感測網路介紹 8
2-2 無線感測網路架構與功能 9
2-3 資料傳送模式 13
2-4 網格(Grid) 15
2-5 空洞背景 17
2-6 覆蓋空洞偵測相關研究 18
第三章 以網格式架構為基礎之無線感測器網路通訊空洞偵測機制 20
3-1 網路環境設定 23
3-2 網格化階段(Griding Phase) 25
3-3 空洞偵測階段(Hole Detection Phase) 30
3-4 空洞資訊計算階段(Hole Information Computing Phase) 40
3-5 特性與優勢 43
第四章 模擬與分析 44
4-1 模擬環境 45
4-2 模擬結果的分析與比較 46
第五章 結論與未來研究方向 48
5-1 結論 48
5-2 未來研究方向 49
參考文獻 50
附錄–英文論文 54



圖目錄
圖 2.1 無線感測網路的功能架構圖 10
圖 2.2 虛擬網格劃分示意圖 15
圖 2.3 空洞示意圖 17
圖 2.4 pu與pv中垂線交點O 19
圖 2.5 由p點實行右手法則繞境示意圖 19
圖 3.1 通訊空洞偵測機制流程圖 21
圖 3.2 無線感測器網路佈建示意圖 23
圖 3.3 d(網格邊長)與R(傳輸半徑)之間的關係 25
圖 3.4 節點感測範圍示意圖 26
圖 3.5 虛擬網格編號示意圖 27
圖 3.6 網路網格化架構階段示意圖 28
圖 3.7 網格化架構階段流程圖 29
圖 3.8 資料匯集點發送Det_Hole_Message封包示意圖 30
圖 3.9 Sink於空洞偵測階段之初始工作 31
圖 3.10 感測首節點回送Det_Hole_ACK封包示意圖 32
圖 3.11 首節點接收Det_Hole_Message封包與回傳Det_Hole_ACK封包示意圖 33
圖 3.12 感測首節點代傳Det_Hole_ACK封包示意圖 34
圖 3.13 首節點收到封包時之工作流程圖 35
圖 3.14 空洞偵測階段後之網格標示圖 38
圖 3.15 空洞偵測階段流程圖 39
圖 3.16 網格G(x,y)之相鄰網格示意圖 40
圖 3.17 覆蓋空洞示意圖 42
圖 3.18 空洞資訊計算階段之工作流程圖 42
圖 4.1 不同感測半徑下之空洞偵測時間圖 46


表目錄
表 3.1、網格實際座標資訊表 27
表 3.2、Det_Hole_Message 格式表 31
表 3.3、Det_Hole_Ack 格式表 34
表 3.4、網格資訊表 36
表 3.5、經過空洞偵測階段後之網格資訊表 37

參考文獻 [1] 陳麗文,在無線感測網路上部分節點覆蓋率之研究,義守大學資訊工程所碩士論文,2008。

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