無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量高效的典型覆蓋問題研究.pdf

1、近些年，隨著無線通信和硬件技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless SensorNetworks，WSN)的應(yīng)用開始不斷地涌現(xiàn)出來。其中，感知覆蓋是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一個最基本的問題。傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些應(yīng)用，例如，監(jiān)測森林火災(zāi)、軍事入侵、野生動物棲息地等等，都需要對整個目標區(qū)域提供一定程度的感知覆蓋。然而，無線傳感器節(jié)點的能量受限，使得感知覆蓋質(zhì)量受到了一定的制約。因此，如何在保證感知覆蓋質(zhì)量的基礎(chǔ)上有效利用傳感器的能量以延長傳感器網(wǎng)絡(luò)

2、工作壽命是一個很有意義的問題。本文主要從能量受限的角度出發(fā)，研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的兩種典型覆蓋場景——陷阱覆蓋和柵欄覆蓋。
　　 本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些基本應(yīng)用場景，并介紹了當(dāng)前感知覆蓋問題研究的一些基本現(xiàn)狀和遇到的挑戰(zhàn)，尤其是最近提出的陷阱覆蓋和柵欄覆蓋。在陷阱覆蓋中，考慮節(jié)點的布爾感知模型，提出了最小權(quán)重陷阱覆蓋問題，并設(shè)計了陷阱覆蓋優(yōu)化算法和分布式協(xié)議，大大延長了在保證陷阱覆蓋質(zhì)量下的傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命;將陷阱覆蓋

3、的概念擴展到了概率感知模型，提出了概率陷阱覆蓋，并對概率陷阱覆蓋的能量優(yōu)化問題進行了系統(tǒng)的研究，提出最大陷阱覆蓋網(wǎng)絡(luò)壽命問題并針對該問題提出了有效的休眠調(diào)度協(xié)議，優(yōu)化了傳感器能耗和網(wǎng)絡(luò)壽命;在柵欄覆蓋中，將運動物體沿任意路線穿越傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小監(jiān)測概率問題轉(zhuǎn)化為求取相關(guān)網(wǎng)絡(luò)圖的一個最小切，從而將最小權(quán)重柵欄覆蓋問題表示成圖論的基礎(chǔ)問題，針對該問題提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)最大流的近似算法，并證明了該算法具有良好的近似界，從而保證了算法在最壞情況