1、世界能源問題突出，環(huán)境污染嚴重，大力發(fā)展產能較高的清潔核電成為必然選擇。在核能、風能、太陽能等清潔能源中，核能的安全問題最為突出，所以核電站安全可靠運行是極端重要問題。目前的有線監(jiān)控技術存在布線約束、成本高昂、維護困難等問題。而無線技術具有低成本、易維護、高靈活等特點，為解決有線監(jiān)控存在的問題提供了契機。但核電站應激環(huán)境下無線應用存在兩個相互矛盾的問題：1、核電站環(huán)境惡劣，電磁干擾、無線干擾、多徑效應等會降低無線通信質量；2、無線射頻信

2、號不能對核電敏感設備產生影響。目前國際上已經把解決這對矛盾問題作為該領域的重要研究方向，主要有兩種解決途徑：1、在無線感知網絡物理層采用弱信號抗干擾調制技術；2、在無線感知網絡其它層次進行優(yōu)化設計以增強網絡的魯棒性、實時性，降低網絡能耗以及增加網絡吞吐量。目前第二種解決途徑雖然已有相關研究，但并不適合核電站應用，而且內容非常零散，沒有系統的研究思路和解決方案。為此本文系統的在各結構層次開展了有針對性的策略和方法研究，提出了一系列綜合提高

3、網絡性能的優(yōu)化算法。
　　目前各結構層次主要研究有：節(jié)點部署、鏈路調度、路由協議以及最優(yōu)搜索等，都不適用在核電站應激環(huán)境下的核電設備健康監(jiān)測應用。因此，論文在運用多種技術方法基礎上，分別對節(jié)點部署、鏈路調度、路由協議、最優(yōu)搜索進行研究，結合實際進行創(chuàng)新，實現了數據鏈路層、網絡層、應用層各個結構層次的核心技術，改善了無線感知網絡在核電站應激環(huán)境下的魯棒性、實時性、生存性等主要性能。
　　論文的主要貢獻歸納如下：
　　1、

4、論文在核電應激環(huán)境約束下提出一種無線感知網中繼節(jié)點冗余部署策略。該策略考慮了目前部署研究沒有涉及到的綜合實際問題，如核電站三維環(huán)境中障礙物阻擋、鏈路魯棒性差、部署位置受限、可使用定向天線等。本文對問題進行了形式化建模，通過構建冗余連通圖、遺傳算法優(yōu)化、部署點生成三個步驟對這個NP難問題分步驟求解。在與目前實際中采用的部署方法比較中證明該方案具備三維避障、鏈路容錯以及位置優(yōu)化等特點，能夠較好解決目前核電站應激環(huán)境下無線感知網絡中繼節(jié)點部署

5、問題。
　　2、論文以振動設備模態(tài)分析和遺傳算法為基礎解決了核電應激環(huán)境下無線振動監(jiān)測節(jié)點的部署問題。論文首先總結了目前感知監(jiān)測節(jié)點部署研究的現狀與不足，提出了核電應激環(huán)境下無線振動節(jié)點部署所需考慮的幾個方面：模態(tài)信息、核電敏感設備、監(jiān)測節(jié)點間通信、測點位置優(yōu)化。通過對典型核電設備進行有限元建模，獲取了對應的各階次振型位移模態(tài)，在綜合其它約束后提出了組合最優(yōu)化問題模型，進而提出了適用的遺傳算法算子、參數和適應度函數，在與目前實際采

6、用的部署方案比較后證明了本文所提求解策略和算法的有效性。
　　3、本文針對低功耗、低成本的無線感知網絡（具有信道和時槽二維通信資源），提出了兩種啟發(fā)式調度算法。第一種算法是把調度問題轉化為圖頂點著色問題，然后對 PowellWelsh?算法進行了適應性改進。第二種啟發(fā)式算法運用了更多實現過程中的技巧，算法執(zhí)行速度快，易用工程應用。兩種算法都解決了典型通信沖突、流量負載不均衡、空間復用三個問題。通過實驗與經典貪心算法以及混合智能算法

7、進行了比較（超幀長度、運行時間、吞吐量、延遲），驗證了本文所提兩種算法的綜合效果表現更好，在算法求解質量和執(zhí)行效率之間取得平衡。
　　4、本文還針對高性能無線感知網絡提出基于功率控制的多冗余時槽連續(xù)調度策略。通過借鑒Foschini關于功率控制方面的相關工作，構建了問題模型并進行難解性證明，提出啟發(fā)式算法BSP在第一階段求解基本鏈路調度集合，然后利用折半查找等算法進行二次分配，提出了快速高效求解的多項式時間鏈路調度算法ECT。在與

8、相似算法仿真實驗比較中呈現出良好性能，改善了網絡的魯棒性和實時性。另外，實驗還驗證了二次分配過程很好的補償了第一階段的解質量損失，整個算法執(zhí)行效率有較大提升。
　　5、針對核電站應激環(huán)境下數據傳輸不可靠，以及存在實時性、生存性等實際要求，本文提出一種適合核電站無線感知網應用的位置信息輔助多路徑路由算法LBMR。算法利用了核電站節(jié)點相對固定且容易獲取位置信息的特點，并借鑒了多路徑和混合路由協議的基本思想。本文提出的路由協議在路由發(fā)現

9、中綜合鏈路質量、鏈路負載、敏感設備等信息構建了路由度量模型，對數據包傳播過程、存儲方式進行了改進，通過建立路由發(fā)現區(qū)并運用Dijkstra算法求取了不相交的多條冗余路徑。最后通過實驗與相似路由協議和路由度量模型進行了比較，仿真結果顯示論文提出的路由協議和路由度量模型具有較高的包遞交率，較小的網絡開銷和網絡延遲，在魯棒性、實時性和生存性方面都有更好表現。
　　6、核電應激環(huán)境下無線感知網絡應用會在時間同步、網絡組建、路由發(fā)現、數據交

10、互、感知查詢等功能中產生大量洪泛（廣播）過程，該過程雖實現簡單，但低效且不可靠。本文基于最優(yōu)搜索理論提出一種局部最優(yōu)搜索方法，針對已成簇的網絡拓撲結構，在匯集節(jié)點保存簇標示，對搜索函數進行優(yōu)化處理，利用搜索理論產生簇標示序列和代價分配函數，實驗顯示所提出的搜索方法在較大規(guī)模的無線感知網絡中比洪泛方式和現有的局部最優(yōu)搜索技術具有更好的性能。另外，本文把無線感知網絡信息主動收集過程中的搜索資源分配問題，歸類為移動agent的搜索資源分配問題