面向目標關(guān)聯(lián)的無線傳感器網(wǎng)絡優(yōu)化覆蓋控制算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)是隨著網(wǎng)絡通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、微機電制造技術(shù)、無線通信技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的一種新興的信息獲取技術(shù)。它在軍事、環(huán)境監(jiān)控以及醫(yī)療方面具有廣闊的應用前景，無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)為社會帶來的不可估計的價值激發(fā)了人們對該技術(shù)研究的熱情。
　　無線傳感器網(wǎng)絡的核心問題是覆蓋問題。覆蓋指的是在節(jié)點能量、通信帶寬、計算處理能力等資源普遍受限的情況下，通過對具有感知能力的節(jié)點的調(diào)度，實現(xiàn)感知、監(jiān)

2、視、傳感、通信等各種服務質(zhì)量的提高，最終使網(wǎng)絡資源得到優(yōu)化分配。如何在保證監(jiān)測區(qū)域覆蓋質(zhì)量的同時延長網(wǎng)絡的生命周期，是無線傳感器網(wǎng)絡需要解決的重要問題。在實際應用中，傳感器網(wǎng)絡一般被部署在戰(zhàn)場、沙漠等工作人員不可達到的環(huán)境中，我們需要利用節(jié)點的高度冗余來保證網(wǎng)絡的容錯性和數(shù)據(jù)的精確性。本文研究的重點是如何保證監(jiān)測區(qū)域的多重覆蓋，以及目標在多重覆蓋的情況下的節(jié)點調(diào)度問題。主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)針對正方形監(jiān)測區(qū)域的覆蓋是否要考

3、慮邊界區(qū)域的問題進行了討論和研究。研究發(fā)現(xiàn)：監(jiān)測區(qū)域的面積遠大于傳感節(jié)點的感知范圍時，不需要考慮非邊界節(jié)點對網(wǎng)絡覆蓋質(zhì)量的影響，反之，需要對監(jiān)測區(qū)域邊界節(jié)點和非邊界節(jié)點采取不同的覆蓋策略，以保證網(wǎng)絡覆蓋的質(zhì)量。本文通過理論推導出了無線傳感器網(wǎng)絡平均覆蓋率與監(jiān)測區(qū)域的邊長l和節(jié)點感知半徑r的關(guān)系。它能夠很好地解決由于位置不同而對覆蓋率產(chǎn)生影響的問題，且根據(jù)平均覆蓋率可以近似地計算出滿足多重覆蓋所需的節(jié)點數(shù)量。
　　(2)針對自適應休

4、眠算法（Probing Environment and Adaptive Sleeping，PEAS)在節(jié)點調(diào)度過程中，存在節(jié)點能耗不均衡、網(wǎng)絡的生命周期較短的問題，提出一種基于加權(quán)的優(yōu)化覆蓋算法。該算法對最小頻繁項的目標所對應的傳感節(jié)點按能量高低進行劃分集合，使各集合都能夠獨立覆蓋最小頻繁項的目標，以達到局部的優(yōu)化?？紤]到傳感節(jié)點覆蓋目標數(shù)和剩余能量對無線傳感網(wǎng)絡生存周期的影響，我們對邊緣未覆蓋的目標節(jié)點采用加權(quán)的方式進行覆蓋。仿真結(jié)