面向事件检测的海事监控网络节点协同调度研究

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海事监控传感网络是将无线传感器网络技术应用到海事安全监控领域的一项重要应用,目前已逐渐受到人们的重视。海事监控环境具有地域广、感知分散、种类繁多、部分目标动态性强等特点,同时监控网络的节点也受自身能量、处理能力等方面的限制,如何更准确、高效地检测海事环境中的事件,是保障海事安全需要解决的关键性的问题之一。在国内外相关研究分析基础上,开展节点间的协同和容错检测工作是解决该问题的主要途径。  本文介绍了海事监控传感器网络的特点、组成和面临挑战,就国内外发展现状进行了总结,并针对网络环境构建了事件模型,进而对节点协同调度策略和节点容错检测机制进行了研究;基于贪心算法的节点选择策略,研究了监控传感网络下的最优检测节点选择问题;基于可信度的容错检测机制,研究了网络的提高检测率、降低误警率的检测方法;最后通过 matlab实验仿真对算法性能进行验证。具体主要工作如下:  (1)结合海事环境的特点,从节点协同调度和容错检测两个方面展开对海事监控网络的协同调度问题的研究,将现有的协同调度方法和容错检测策略进行了对比分析,并在以上工作基础上建立了海事环境下的事件模型。  (2)为了保证事件的检测质量以及网络寿命,提出了一种基于贪心算法的节点选择策略,在能够完成检测任务的同时,减少节点参与,进而提高网络的寿命。其基本思想:通过分析节点能量、以及节点的检测历史数据等,从事件区域的节点中选出参与事件检测的节点,然后利用贪心算法实现节点选择问题的求解。  (3)针对网络中存在检测出错问题,在分析网络中节点能量特点、自身检测数据时间相关性以及节点间的空间相关性的基础上,构建了事件检测节点的可信度函数,结合每个节点可信度值,节点通过博弈机制对事件检测结果进行最终决策,从而提高事件检测的精度,降低事件检测出错率。  研究结果表明,节点选择策略和容错检测算法可以有效地提高事件检测精度和降低网络能耗,因此该方法在海事监控网络的事件检测应用中具有一定的理论意义和实用价值。
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