無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中覆蓋與連通算法的研究.pdf

1、近年來，集成了傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)和無線通信技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已引起各國政府、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的高度關(guān)注，它在軍事、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)療健康和其他商業(yè)領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至今，仍有許多可以應(yīng)用的環(huán)境待開發(fā)，也仍有許多技術(shù)上的問題需要克服，值得各界學(xué)者及研究團(tuán)隊(duì)繼續(xù)深入地研究。 連通與覆蓋是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)最基本的問題。覆蓋是指利用網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)對整個(gè)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測，從而達(dá)到信息采集的目的。為了反映無

2、線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋的質(zhì)量，覆蓋度通常是評價(jià)網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力的QOS指標(biāo)之一。通過引入節(jié)點(diǎn)“覆蓋模板”的概念，本文提出一種覆蓋模板掃描算法CTS(Coverage Template Scan)求解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋度，并克服傳統(tǒng)算法中可變的節(jié)點(diǎn)感知半徑以及節(jié)點(diǎn)覆蓋圓邊界效應(yīng)的影響，更好地滿足實(shí)際應(yīng)用需求。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，為節(jié)約能耗僅將高密度隨機(jī)分布的傳感器節(jié)點(diǎn)中盡可能少的節(jié)點(diǎn)投入活躍工作狀態(tài)。如何求解能覆蓋整個(gè)目標(biāo)區(qū)域且工作節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)

3、最少的節(jié)點(diǎn)集合，是一個(gè)NP難問題。本文設(shè)計(jì)了一種基于遺傳算法求解最小覆蓋集的優(yōu)化算法，求解覆蓋整個(gè)目標(biāo)區(qū)域的最小節(jié)點(diǎn)覆蓋集。仿真結(jié)果表明，算法能在節(jié)點(diǎn)數(shù)量和有效覆蓋率中做出合理權(quán)衡，得到更適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用要求的最小覆蓋集。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的連通是指網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都能夠進(jìn)行通信，這是節(jié)點(diǎn)自組織形成網(wǎng)絡(luò)的前提。通過分析連通與覆蓋之間的關(guān)系，文中給出了覆蓋意味著連通的充分必要條件。當(dāng)節(jié)點(diǎn)通信半徑大于等于2倍感知半徑時(shí)，由遺傳算法構(gòu)