基于水環(huán)境監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋研究及應(yīng)用.pdf

1、水環(huán)境污染與保護(hù)問(wèn)題一直是人類社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。特別對(duì)于國(guó)內(nèi)水污染日益嚴(yán)重的今天，急需高效的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)的快速發(fā)展和節(jié)點(diǎn)成本的下降，使得無(wú)線傳感器應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測(cè)成為了可能。
　　本文針對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)的WSN的覆蓋控制問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了一種平行四邊形覆蓋算法。本文提出的覆蓋算法突破了傳統(tǒng)矩形覆蓋算法的局限性，一方面保證在初始部署時(shí)使用最少節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全覆蓋，另一方面保證節(jié)點(diǎn)移動(dòng)后網(wǎng)絡(luò)仍具有高覆蓋率。

2、仿真結(jié)果表明該算法在節(jié)點(diǎn)數(shù)和覆蓋率兩方面都優(yōu)于傳統(tǒng)矩形覆蓋算法，能夠滿足水環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求。該算法有效減少了網(wǎng)絡(luò)部署節(jié)點(diǎn)數(shù)量從而降低了成本，因此算法更具備一般性。此外本文還設(shè)計(jì)了基于WSN和安卓手機(jī)平臺(tái)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其利用PC端和安卓移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)了對(duì)水環(huán)境的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適用于湖泊、水庫(kù)和魚(yú)塘等水環(huán)境的監(jiān)測(cè)，具有工作區(qū)域廣、系統(tǒng)成本低、操作方便、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精確和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)。本文的主要工作包含以下幾點(diǎn)：
　　第一

3、：學(xué)習(xí)并研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的覆蓋理論，主要對(duì)網(wǎng)格劃分法、基于遺傳算法的覆蓋理論、PEAS算法、部分覆蓋理論和覆蓋算法中的模式突變理論等進(jìn)行了分析。
　　第二：突破傳統(tǒng)的矩形覆蓋算法，設(shè)計(jì)了更具一般性的平行四邊形節(jié)點(diǎn)覆蓋算法。該算法確定了節(jié)點(diǎn)部署中的最優(yōu)首節(jié)點(diǎn)位置且能有效降低能耗和保持高覆蓋率。
　　第三：設(shè)計(jì)了一套基于WSN和安卓手機(jī)平臺(tái)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用CC2430芯片和各類傳感器實(shí)現(xiàn)了PC端和安卓移動(dòng)終端對(duì)水環(huán)