无线传感网络覆盖控制算法研究

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随着微电子技术的不断深入发展,无线传感器网络应运而生,无线传感网络的兴起为物联网的发展起到了重要作用。无线传感网络主要用于目标监测,无线传感网络应用的一个核心问题是无线传感器网络的覆盖,因此节点间如何高效协作保证覆盖质量一直以来都是研究的热点。无线传感器网络中静态节点能量有限,价格便宜且不能移动,而动态节点虽价格相对高一些,但能量可补充且具有移动性。在区域覆盖漏洞修复方面,移动节点相较于静态节点更具优势。如何采用混合动态、和静态节点相混合的方式,实现优化区域覆盖的优化,是本文的研究重点。本文的主要工作如下:(1)本文主要是研究无线传感网络的覆盖控制算法,首先对无线传感网络做了简要说明,然后介绍了覆盖的基础理论,最后对现有的覆盖控制算法进行了分类。(2)针对无线传感网络节点稀疏部署时静态节点无法修复较大面积覆盖漏洞问题,设计了双重修复算法:首先利用部分静态节点充当哨兵负责监测该区域,其他静态节点保持休眠,然后逐个添加移动节点修复漏洞。该算法可适用于密集部署和稀疏部署:密集部署时采用唤醒休眠机制;在稀疏部署时先采用唤醒休眠机制修复,然后才采用动态节点进行修复。最后,实验结果表明在节点稀疏部署情况下,与EEHR算法相比,双重修复算法显著改善了覆盖连通性。(3)受到圆周覆盖算法和集合论的启发,本文提出了连续最长弧度、连续最长弧度集等新概念。通过将某个节点的覆盖漏洞问题映射为节点邻居信息的连续最长弧度问题,本文进一步设计了基于圆周覆盖的漏洞修复策略。节点依据相邻的连续最长弧度的差值,选择修复策略。最后实验结果表明,该修复策略对密集部署和稀疏部署都能有效修复漏洞,优化了无线传感网络的覆盖连通质量。
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