论文部分内容阅读
无线传感器网络,尤其是移动无线传感器网络,以其感应数据高保真性,节点位置可调整,节点移动可控制,网络部署灵活等优点,被广泛应用于无人值守现场、灾难发生现场、紧急救援现场、医疗护理监控等环境中,充分显示了其巨大的使用价值和十分广阔的应用前景。针对无线传感器网络移动覆盖问题和移动代理路由问题中能量的过度消耗,本文主要做了如下工作:(1)针对无线传感器网络中移动覆盖算法和路由算法涉及的能耗问题,建立了新的能量管理模型。该模型基于冗余度模型,在保证系统应有性能的基础上有效降低了网络规模,从总体上降低了系统能耗,并通过虚拟力模型、动态覆盖感知模型和移动代理技术的引入和应用,使模型得以更好地应用于基于全程移动的最大区域覆盖算法和基于冗余度的移动代理路由算法。仿真实验表明,新模型下算法有效提高了网络的能量利用率,实用性强。(2)针对静态稀疏无线传感器网络覆盖率极低,并且通常网络也只需对目标区域实现动态覆盖的问题,提出了基于全程移动的最大区域覆盖算法。算法采用虚拟力模型部署节点,划分出节点工作区,并依据等周定理规划出移动轨道,以达到最小化节点移动距离,减少重叠覆盖面积,降低感知能耗的目的。仿真实验表明,基于全程移动的区域覆盖算法实现了对目标区域的高覆盖率,并有效提高了网络的能量利用率,具有较强实用性。(3)针对无线传感器网络中移动代理路由引起的能量过度消耗问题,引入了冗余度参数,并同传统的节点剩余能量参数和节点间最短距离参数相结合,提出了基于冗余度的移动代理路由算法,算法中采用了阈值处理方法和改进的后序遍历方法,消除了冗余节点,优化了MA路径。仿真实验表明,相比于遗传算法和近优路由设计算法,基于冗余度的移动代理路由算法有效降低了能量消耗和数据延时,延长了网络生命周期。