面向普適醫(yī)療的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了人們的廣泛關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由具有傳感、數(shù)據(jù)處理和短距離無線通信功能的傳感器組成，在軍事國防、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療以及商業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域一個極為重要的創(chuàng)新課題。
　　 本論文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的問題，借鑒免疫計算和進(jìn)化計算的優(yōu)勢，同時考慮到計算過程中平衡機(jī)制，通過研究目標(biāo)覆蓋、路由問題，建立相關(guān)模型，解決在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目

2、標(biāo)覆蓋、路由優(yōu)化等復(fù)雜計算應(yīng)用問題。同時利用KD樹和P2P機(jī)制對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗、以及目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航問題進(jìn)行了研究，通過與普適醫(yī)療的結(jié)合，提出了面向普適醫(yī)療的心電信號自動檢測和工作流優(yōu)化方案。
　　 首先，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、普適醫(yī)療以及相關(guān)的服務(wù)進(jìn)行了綜述，旨在說明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與普適醫(yī)療研究的的價值。對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，強(qiáng)調(diào)了目標(biāo)覆蓋、路由優(yōu)化的優(yōu)化設(shè)計；對于網(wǎng)絡(luò)能耗，目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航機(jī)制的研究，分別提出了基于KD樹的

3、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗和基于P2P機(jī)制的目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航方案。
　　 然后，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中選擇以上問題進(jìn)行研究，建立模型，提出算法與系統(tǒng)框架，并在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)覆蓋、路由優(yōu)化、協(xié)同能耗優(yōu)化以及目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航問題中進(jìn)行驗(yàn)證和應(yīng)用。1)深入分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)覆蓋問題的理論模型，利用人工免疫算法來對目標(biāo)覆蓋問題進(jìn)行建模，通過人工免疫算法的抗體初始化、抗體增殖、高頻變異、免疫記憶以及免疫消除等操作尋找網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)覆蓋的最優(yōu)解；

4、2)詳細(xì)分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在建立路由過程中的能量消耗以及服務(wù)質(zhì)量問題，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有移動的特點(diǎn)，采用多目標(biāo)進(jìn)化算法來分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由過程的能量消耗以及服務(wù)質(zhì)量，針對多目標(biāo)之間可能存在的沖突，利用Pareto-解進(jìn)行分析，通過建立非支配集合來保持多個目標(biāo)的平衡，并通過仿真驗(yàn)證了該算法的可行性；3)針對傳感器數(shù)據(jù)采集方式的不足，提出了一種基于核函數(shù)估計和KD樹算法的數(shù)據(jù)傳輸方法，該模型將核函數(shù)技術(shù)與KD樹算法結(jié)合在一起，

5、利用核函數(shù)估計采集的數(shù)據(jù)模型，并通過KD樹算法建立網(wǎng)絡(luò)的通訊拓?fù)?，以達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)的能量消耗和帶寬占用的目標(biāo)；4)在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航問題中，為了提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和傳輸速度，通過與Voronoi凸多邊形，Delaunay三角形算法以及謂詞邏輯的結(jié)合，提出了基于P2P結(jié)構(gòu)的目標(biāo)追蹤和導(dǎo)航的方法；5)在面向普適醫(yī)療的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，提出了普適醫(yī)療的心電信號檢測方案，探索了以粗糙集和隱馬爾科夫模型為核心的心電信號自動分析