水下無線傳感器網(wǎng)絡中基于自主水下航行器的拓撲優(yōu)化技術研究.pdf

1、當今信息技術蓬勃發(fā)展，越來越多的數(shù)據(jù)被收集、匯聚、分析和利用，感知和互聯(lián)成為了現(xiàn)代信息化的重要主題。隨著信息化技術的高速進步，無線傳感器網(wǎng)絡正得到越來越廣泛的應用。作為無線傳感器網(wǎng)絡的外延形式和拓展應用，水下無線傳感器網(wǎng)絡（Underwater Wireless Sensor Networks, UWSNs）在海洋勘探、水文監(jiān)測、遠洋開發(fā)等領域具有重要的應用價值。
　　拓撲優(yōu)化是水下無線傳感器網(wǎng)絡研究的重要課題，它主要分為覆蓋優(yōu)化

2、可連通優(yōu)化兩方面。搭載水下無線傳感器模塊的AUV（autonomous underwater vehicle，自主水下航行器）的存儲、處理能力強，能夠自主移動，相比傳統(tǒng)靜態(tài) UWSNs節(jié)點具有無可比擬的優(yōu)勢。本文提出了兩種基于 AUV移動的拓撲優(yōu)化算法，分別實現(xiàn)了對水下無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋優(yōu)化和連通優(yōu)化。
　　本文提出的基于 AUV移動的覆蓋優(yōu)化算法中，首先將要覆蓋的區(qū)域網(wǎng)格化，然后以適當?shù)牟呗员闅v各個小格，從而實現(xiàn)盲區(qū)的覆蓋修復

3、。該算法克服了水下環(huán)境復雜未知、覆蓋場景多樣化而難以可靠覆蓋的問題，同時使得AUV路徑移動消耗最小化。文中還對3D場景和多AUVs協(xié)同等情況進行了分析和探討。仿真實驗表明該算法在覆蓋盲區(qū)規(guī)則、不規(guī)則或不連續(xù)等場景下均有較好的表現(xiàn)。
　　另外，本文還提出了一種基于 AUV移動的水下無線傳感器網(wǎng)絡連通優(yōu)化算法。首先，水下無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點根據(jù)之前的能耗情況，估算出自己因能量耗盡而失效的大致時間，在能量即將耗盡時，通過水下無線傳感器網(wǎng)絡