基于信息融合的异构传感器网络节点部署

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无线传感器网络是由低成本、低功耗,具备数据感知、处理、存储和无线通信能力的微型传感器节点通过自组织方式形成的网络。不同类型的无线传感器网络涉及微机电系统、无线通信、传感技术、嵌入式计算、分布式信息处理等多个学科领域。覆盖部署是无线传感器网络中的一个基本且首要解决的问题,直接关系到传感器网络节点能量、数据处理能力等受限资源的优化分配,很大程度上决定了无线传感器网络感知、监视、传感、通信等各种服务的质量。  首先介绍了无线传感器网络,然后对异构网络与同构网络的区别和其特点进行了分析,并阐述了传感器网络覆盖和节点部署的研究现状。基于概率感知模型,提出了传感器网络部署算法,具体如下:  针对节点高密度随机抛撒的传感器网络,提出了一种基于数据融合的部署策略,采用D-S融合感知模型,将高密度随机部署问题转化为一定覆盖质量下的三角部署问题,并将数据融合的范围控制在部署网格内,减少传输能耗。仿真结果表明,算法能有效提高检测的可靠性,覆盖冗余度较小,能耗均衡,延长了网络的寿命。  针对水下目标的监测问题,提出了基于声、磁探测相结合的传感器网络节点部署架构,采用声呐节点和磁感知节点两种异构节点进行双重覆盖,并应用粗糙集融合感知数据,提出了基于粗糙集融合的异构传感器节点部署算法。仿真结果表明,算法需要节点数目少,覆盖效果好,可抵抗强干扰,适用于浅海地区的水下目标监测。  在异构传感器网络中,由于节点感知能力的不同,更易造成网络部署不均匀。提出一种移动节点的策略,针对异构节点的不同感知范围,采用等效几何模型,模拟气球充气过程来调节节点的位置。实验结果表明,算法能够实现异构传感器网络较高的覆盖效果,节点平均移动距离较小,并且具有较好的收敛性。
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