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基于Voronoi图的无线传感器网络休眠算法研究的开题报告
一、背景
随着无线传感器网络在物联网、智能城市等领域的广泛应用，如何提高传感器网络的能源效率已成为该领域研究的重点之一。休眠算法是一种有效的方法，它能够通过将某些节点休眠来实现节能的目的。然而，传统的休眠算法大多数都是基于随机或者预设的规律休眠节点，而缺乏对节点分布和网络拓扑结构的考虑，导致部分节点没有得到合理利用，使得网络的能耗仍然较高。
二、研究内容
本文将从Voronoi图的角度出发，通过对节点分布和拓扑结构的分析，提出一种基于Voronoi图的无线传感器网络休眠算法。具体研究内容包括：
1.对传感器节点进行分布分析，利用Voronoi图将节点划分为不同的区域；
2.通过对Voronoi图进行优化计算，确定节点的休眠区域；
3.设计一种节点休眠调度算法，实现节点的动态休眠控制。
三、研究意义
本文研究基于Voronoi图的无线传感器网络休眠算法，可以有效地利用节点分布和网络拓扑结构，实现网络能源的合理利用，提高网络的能源效率。该算法还可以为网络的部署、维护和管理提供一定的参考。
四、预期成果
1.基于Voronoi图的无线传感器网络休眠算法原理及实现方法；
2.通过模拟实验验证算法的有效性，并与其他传统算法进行比较；
3.分析算法在工业控制、环境监测等领域的应用潜力。
五、研究方案
1.收集相关文献，对无线传感器网络的休眠技术及应用现状进行调研；
2.分析Voronoi图在节点分布和网络拓扑结构中的应用；
3.提出基于Voronoi图的无线传感器网络休眠算法，并设计相应实现方案；
4.构建实验模拟平台，进行仿真实验并对算法进行评估；
5.撰写论文，完成毕业设计。
六、研究难点
1.如何合理地利用Voronoi图的结构特点来实现节点休眠区域的确定；
2.如何充分考虑节点分布的不均匀性和网络拓扑结构的复杂性；
3.如何实现节点休眠的动态调度和控制。
七、参考文献
[1]JiangQ,GuoT,HeY,etal.Voronoi-basedenergy-efficientsleepschedulinginwirelesssensornetworks[J].IEEETransactionsonParallelandDistributedSystems,2014,25(1):114-124.
[2]C.-Y.KuandY.-C.Tseng,“Mobility-enhancedVoronoidiagramclusteringforwirelesssensornetworkswithobstacles,”IEEEInfoCom,pp.213–221,2006.
[3]Q.Fan,P.Kumari,andD.P.Agrawal,“GradedVoronoidiagrambasedenergy-efficientclusteringalgorithmforwirelesssensornetworks,”IEEETrans.ParallelDistrib.Syst.,vol.21,no.2,pp.146–158,2010.
[4]Y.-H.Lu,S.-M.Juang,andT.-L.Cheng,“ImprovingcoverageandprolonginglifetimeinwirelesssensornetworksbyVoronoi-diagram-basedenergy-efficienttopologycontrol,”IEEETrans.MobileComput.,vol.13,no.5,pp.1111–1125,2014.