無線傳感器網(wǎng)絡中覆蓋盲區(qū)發(fā)現(xiàn)與修復方法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)是近年來快速發(fā)展的一門技術(shù)，它涵蓋微電子學，無線電通信和計算機技術(shù)等學科。它是由大量部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)微型傳感器節(jié)點通過自組織和無線通信所形成的網(wǎng)絡。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，使用壽命更長成本更低功能更強的傳感器節(jié)點被研發(fā)出來，無線傳感器網(wǎng)絡應用到越來越多的領(lǐng)域，比如現(xiàn)代物流，智能家居，城市交通等方面。無線傳感器網(wǎng)絡向人類提供了更加便捷和智能的生活方式，在科研方面無線傳感器網(wǎng)絡也大顯身手，如宇宙探索。世界各國都十分重視無線傳感

2、器網(wǎng)絡的研究工作，我國也就無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)列入《國家中長期科學與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》作為國家未來發(fā)展的重點科研領(lǐng)域。
　　無線傳感器網(wǎng)絡中的覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡科研的一個重點課題，它直接反應了網(wǎng)絡的感知能力和采集數(shù)據(jù)的完整性，成為評價網(wǎng)絡服務質(zhì)量的重要評價指標。在現(xiàn)實應用中由于部分傳感器節(jié)點位置部署不合理，或者在網(wǎng)絡工作過程中部分節(jié)點遭受破壞或能量耗盡而失效，這些都可能產(chǎn)生覆蓋空洞造成覆蓋問題。當覆蓋空洞產(chǎn)生后網(wǎng)絡采集到的檢測

3、數(shù)據(jù)不完整，不完整的數(shù)據(jù)將不能為指揮控制中心的決策提供有力支撐。因此應該盡量避免產(chǎn)生覆蓋空洞，當網(wǎng)絡產(chǎn)生覆蓋空洞以后應該立即啟用空洞檢測算法去尋找這些空洞并加以修復。本文的主要工作就是進行覆蓋空洞的檢測和修復，具體講包括以下兩個方面:
　　空洞檢測。本文對現(xiàn)有廣泛使用的基于計算幾何的空洞檢測算法進行介紹，找出算法中存在的缺陷，深入分析缺陷產(chǎn)生的原因。并對原算法進行改進，提出一種基于極坐標的空洞探測算法。為了驗證改進算法的可行性，對

4、改進后的算法在模擬軟件MATLAB上進行仿真實驗，并和改進前的算法從檢測準確度方面進行對比。實驗表明，改進后的算法在復雜度上和原算法相同但是準確度卻大大提高。
　　空洞修復。為了保證無線傳感器網(wǎng)絡的有效性，需要對網(wǎng)絡中存在的覆蓋空洞進行修復。本文提出了一種基于移動節(jié)點的空洞修復算法——“聯(lián)合補丁法”。傳統(tǒng)基于移動節(jié)點修復算法計算量大且對空洞邊界節(jié)點位置依賴較高，本文算法計算量較小對邊界節(jié)點依賴較小，移動節(jié)點利用率較高。特別是提出了