無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量高效的覆蓋與連通算法研究.pdf

1、隨著微傳感器技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式處理技術(shù)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,簡稱WSNs)吸引越來越多的科研人員對其展開研究,并極大地方便了人們的生活。覆蓋和連通問題是其中的兩個基本問題,是衡量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。只有網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)測區(qū)域達(dá)到一定程度的覆蓋,網(wǎng)絡(luò)才能對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行實時監(jiān)測,因此對監(jiān)測區(qū)域的良好的覆蓋是提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的保證。由于傳感器節(jié)點大多采用電池供電,能量有限,因此無線傳

2、感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋和連通問題的研究熱點就是在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋和連通的同時,如何合理高效的利用網(wǎng)絡(luò)有限的能量,延長網(wǎng)絡(luò)生存期。
　　 本論文在分析了現(xiàn)有的覆蓋和連通問題解決方案的基礎(chǔ)上,提出了一種基于異構(gòu)節(jié)點的覆蓋控制算法。異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由兩種能力不同的節(jié)點組成,即普通節(jié)點和超級節(jié)點。普通節(jié)點采用基于狀態(tài)輪轉(zhuǎn)的密度控制算法,節(jié)點狀態(tài)被劃分為三個狀態(tài):睡眠狀態(tài)、偵聽狀態(tài)和活躍狀態(tài),設(shè)計了一個節(jié)點冗余判斷機(jī)制來判斷節(jié)點的冗余性,從而更好地使

3、網(wǎng)絡(luò)達(dá)到覆蓋。超級節(jié)點采用基于路由表的轉(zhuǎn)發(fā)策略來保證網(wǎng)絡(luò)的通信連通。通過兩類節(jié)點的協(xié)作使得網(wǎng)絡(luò)達(dá)到覆蓋與連通的目的。模擬結(jié)果表明,在具有相同初始能量的情況下,該算法可以減少網(wǎng)絡(luò)的整體能耗,延長網(wǎng)絡(luò)生存期。
　　 本論文還提出了一種與節(jié)點位置無關(guān)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法,在不需要準(zhǔn)確地理位置信息的情況下,節(jié)點通過調(diào)整自己的通信半徑,與鄰居交換信息來決定自己的狀態(tài),最終實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的覆蓋與連通。模擬結(jié)果表明,該算法在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋