基于分簇的無線傳感網(wǎng)絡Sweep Coverage算法研究與設計.pdf

1、隨著無線傳感技術的不斷發(fā)展和成熟，無線傳感網(wǎng)絡在眾多領域都有著非常廣泛的應用前景，如：環(huán)境監(jiān)測、軍事國防、醫(yī)療衛(wèi)生等領域。覆蓋控制是衡量無線傳感網(wǎng)絡服務質(zhì)量的重要標準，它可以有效的反映無線傳感網(wǎng)絡的感知服務質(zhì)量，實現(xiàn)對網(wǎng)絡資源的有效利用。Sweep Coverage是近年來無線傳感網(wǎng)絡覆蓋控制中的熱點問題之一。Sweep Coverage研究中，考慮到應用場景中興趣點(POI)需要周期性覆蓋的特性，網(wǎng)絡中引入移動節(jié)點周期性監(jiān)測POIs。

2、因此，形成Sweep Coverage問題的目標：在滿足興趣點覆蓋周期的前提下，規(guī)劃移動節(jié)點的路徑，從而以最少的移動節(jié)點覆蓋整個監(jiān)測區(qū)域。Sweep Coverage對于巡回監(jiān)測有著重要的實用價值，可以有效降低網(wǎng)絡覆蓋成本。目前，Sweep Coverage仍是開放的研究領域，因此，對Sweep Coverage的研究具有積極的理論意義和應用價值。
　　本文對Sweep Coverage進行了深入的研究，具體工作包括以下幾個方面：

3、
　　①對Sweep Coverage現(xiàn)有研究成果進行分析總結，針對其中存在的不足，構造本文的Sweep Coverage網(wǎng)絡模型，二階段網(wǎng)絡模型：1）數(shù)據(jù)感知；2）數(shù)據(jù)傳輸。同時，形成本文問題目標：在POIs和存儲節(jié)點(MiniSink)的覆蓋周期要求下，以最少的感知節(jié)點(MobileSweep)和傳輸節(jié)點(MobileSink)覆蓋整個網(wǎng)絡。
　?、诟鶕?jù)網(wǎng)絡模型，提出本文的求解方法：1）在數(shù)據(jù)感知階段，運用減法聚類改進的

4、K-means對POIs分簇，從而保證距離較近的POIs位于同一簇中，距離較遠的 POIs分屬不同的簇；2）采用遺傳算法尋找各個簇中訪問 POIs的最優(yōu)路徑，基于此分析網(wǎng)絡中所需最少 MobileSweep數(shù)；3）在數(shù)據(jù)傳輸階段，首先確定MiniSink的位置，同時采用遺傳算法尋找訪問MiniSink的最優(yōu)路徑，基于此分析網(wǎng)絡中所需最少MobileSink數(shù)。
　?、蹖Ρ疚乃惴ǖ木唧w實現(xiàn)。同時，通過Matlab模擬仿真，并與Min