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系統識別號 U0002-2807201511234800
DOI 10.6846/TKU.2015.01025
論文名稱(中文) 提昇事件捕捉率及無線感測網路生命期之感測器多元件合作排程機制
論文名稱(英文) Cooperative Sensing Components Scheduling Mechanisms for Improving Event Detection Ratio and Network Lifetime of WSNs
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 資訊工程學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Computer Science and Information Engineering
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 尹俐
研究生(英文) Li Yin
學號 602410127
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別 英文
口試日期 2015-06-12
論文頁數 45頁
口試委員 指導教授 - 張志勇(cychang@mail.tku.edu.tw)
委員 - 游國忠(yugj@mail.au.edu.tw)
委員 - 趙志民(cmchao@email.ntou.edu.tw)
委員 - 張志勇(cychang@mail.tku.edu.tw)
關鍵字(中) 事件捕捉率
異質感測器
多使用者查詢
網路生命期
感測元件排程
關鍵字(英) Event Detection Ratio
Heterogeneous Sensors
Multi-user Requirement
Network Lifetime
Sensing Component Scheduling
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
無線感測網路(Wireless Sensor Network, WSN)是由眾多體積小的感測器(Sensor Node)所組成,這些感測器被密集地散佈在需要偵測的區域,並肩負著環境監控的任務。由於感測器可能由不同業者佈建,或因應不同功能的需求,每個感測器上可能裝配許多不同的感測元件,一旦佈建在應用場域,便已投入高硬體成本,因此,如何使感測器被多個使用者所共用,以充份發揮感測資源的利用率,且在增加感測元件利用率的同時,本論文擬兼顧延長網路生命期及改善監控效能之目標。本論文提出兩種作法,分別為貪婪法(Greedy algorithm)和動態規劃(Dynamic Programming)之工作排程機制,首先針對搭載多個元件的單一感測器,探討單一感測器中,多個感測元件之省電排程機制,進而達成延長生命期之目的。其後,本論文擬再考量多個感測器間的合作運作,提出相鄰感測器之間具節能考量的工作排程機制,以期達成兼具省電及高事件捕捉率之目的。
英文摘要
Wireless Sensor Networks (WSNs) consist of a large amount of sensor nodes randomly deployed in a monitoring region for event monitoring. In the considered WSN, sensor nodes are heterogeneous and each of them is embedded with several different sensing components, such as temperature, humidity and light sensing components, aiming to detect a variety of events. To improve the utilization of WSN, multiple users can virtually define their own WSNs by giving the required sensor nodes and the requirements which specify the number of working slots and the duty cycle for each sensing component. According to a set of user requirements, this paper investigates the cooperative sensing issue to satisfy the multi-user requirements while maximizing both event detection ratio and network lifetime. As a result, the physical WSN can be virtually shared by multiple users under good scheduling. Performance results depict that the proposed mechanism outperforms existing works in terms of network lifetime and event detection ratio.
第三語言摘要
論文目次
目錄
圖目錄	IV
表目錄	V
第一章、簡介	1
第二章、相關研究	4
第三章、網路環境與問題描述	8
3.1	網路環境	8
3.2	問題描述	9
A.	單一感測器搭載多感測元件之排程	9
B.	相鄰感測器搭載多感測元件之排程	12
第四章、單一感測器搭載多感測元件之排程	14
第五章、相鄰感測器搭載多感測元件之排程	26
第六章、模擬實驗	31
6.1	模擬環境	31
6.2	模擬結果	31
第七章、結論	33
參考文獻	34
附錄-英文論文	37

圖目錄
圖1. 不同感測元件的感測週期有所不同,工作時間也有所不同。	14
圖2. 具有多感測模組與其共用電路的感測器。	15
圖3(a). c_1與c_2感測時間高度重疊。	15
圖3(b). c_1與c_2感測時間高度毫無重疊。	15
圖4. 共同電路的計算複雜度高。	16
圖5. 感測元件間產生交集狀況。	19
圖6. 感測元件間交集的共同工作時段。	20
圖7. 感測元件的T ̃_ω^rank共同工作時段。	23
圖8. 感測元件的權重值。	24
圖9. 將相鄰的感測器錯開感測工作時間,對於整體感測網路的事件捕獲率也有所不同。	26
圖10. |T_j^work |和T_j^avail的關係。	27
圖11. 相鄰感測器之感測元件具有不同的事件捕捉率。	28
圖12. 相鄰感測器之感測元件錯開感測時間提昇事件捕捉率。	29
圖13. 在回合數增加的變化下,比較消耗電量。	32
圖14. 在感測器數量變化下,比較事件捕捉率。	32

表目錄
表格(一):本論文與現有文獻於省電及事件捕捉率之比較。	7
表格(二):相關模擬參數。	31
參考文獻
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[14]X. Fang, H. Gao, J. Li, and Y. Li, “Application-Aware Data Collection in Wireless Sensor Networks,” IEEE INFOCOM, Turin, Italy, Apr. 2013.
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