約束條件下傳感器節(jié)點覆蓋和部署問題研究.pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks,WSNs）發(fā)展迅速，并逐漸成為連接物理世界和數(shù)字世界的一個橋梁。節(jié)點部署問題是WSNs設(shè)計的第一步，它對WSNs的覆蓋，連通，能耗和生命周期等有著很大的影響。覆蓋是WSNs研究的基本問題之一，它嚴(yán)重影響著網(wǎng)絡(luò)的能耗與生存周期。
　　WSNs的節(jié)點部署問題就是要尋找一個滿足目標(biāo)條件的最佳拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一個好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不但能夠提高WSNs的覆蓋和連通性能，而且還能降

2、低成本和提高網(wǎng)絡(luò)的生命周期。在WSNs執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)時，選擇盡量少的工作節(jié)點，可以降低網(wǎng)絡(luò)能耗和傳感器節(jié)點間感知數(shù)據(jù)的冗余度。本文主要研究了保持部分連通的最少傳感器節(jié)點覆蓋問題和最少傳感器節(jié)點部署問題。
　　本文針對WSNs的節(jié)點覆蓋和部署問題主要完成了如下工作：
　　對于最少傳感器節(jié)點部署問題，本文提出了一種公交車載網(wǎng)絡(luò)（Bus-based Ad hoc Networks,BANETs）和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組成的混合網(wǎng)絡(luò)模型，并

3、在此網(wǎng)絡(luò)模型上提出了改進(jìn)的有邊界的基于條狀的傳感器節(jié)點部署算法（MSSDB），MSSDB考慮了目標(biāo)區(qū)域的邊界問題，并針對傳感器節(jié)點的感知半徑和通信半徑關(guān)系的不同，在基于條狀和基于三角形部署方式之間切換。本文還分析了基站可以在一定的時間延遲內(nèi)接收完全城的數(shù)據(jù)包。仿真實驗表明：MSSDB比其他傳統(tǒng)的傳感器節(jié)點部署機(jī)制節(jié)省傳感器節(jié)點，并且能夠滿足一定的時延限制。
　　對于保持部分連通的最少傳感器節(jié)點覆蓋問題，本文提出了一種基于Conne

4、ctRoad Gain節(jié)點選擇算法（SSCG）。通過把區(qū)域覆蓋問題轉(zhuǎn)化為目標(biāo)點覆蓋問題，貪婪式的選擇能夠覆蓋最多目標(biāo)點的傳感器節(jié)點加入到結(jié)果集合中，直到結(jié)果集合中的傳感器節(jié)點能夠覆蓋整個目標(biāo)區(qū)域。然后判斷結(jié)果集合中的每一個傳感器節(jié)點是否和道路連通，如果不是，則根據(jù)節(jié)點的ConnectRoad Gain值大小，選擇ConnectRoad Gain值最大的節(jié)點添加到結(jié)果集合，最終求得滿足覆蓋和部分連通的最少傳感器節(jié)點集合。仿真實驗表明：當(dāng)通