無線傳感器網絡中覆蓋與連通算法的研究.pdf

1、近年來，集成了傳感器技術、微電子技術和無線通信技術的無線傳感器網絡已引起各國政府、研究機構和企業(yè)的高度關注，它在軍事、環(huán)境科學、醫(yī)療健康和其他商業(yè)領域都有著廣闊的應用前景。無線傳感器網絡發(fā)展至今，仍有許多可以應用的環(huán)境待開發(fā)，也仍有許多技術上的問題需要克服，值得各界學者及研究團隊繼續(xù)深入地研究。 連通與覆蓋是無線傳感器網絡的兩個最基本的問題。覆蓋是指利用網絡中的傳感器節(jié)點對整個目標區(qū)域進行監(jiān)測，從而達到信息采集的目的。為了反映無

2、線傳感器網絡覆蓋的質量，覆蓋度通常是評價網絡覆蓋能力的QOS指標之一。通過引入節(jié)點“覆蓋模板”的概念，本文提出一種覆蓋模板掃描算法CTS(Coverage Template Scan)求解無線傳感器網絡覆蓋度，并克服傳統(tǒng)算法中可變的節(jié)點感知半徑以及節(jié)點覆蓋圓邊界效應的影響，更好地滿足實際應用需求。 無線傳感器網絡中，為節(jié)約能耗僅將高密度隨機分布的傳感器節(jié)點中盡可能少的節(jié)點投入活躍工作狀態(tài)。如何求解能覆蓋整個目標區(qū)域且工作節(jié)點個數

3、最少的節(jié)點集合，是一個NP難問題。本文設計了一種基于遺傳算法求解最小覆蓋集的優(yōu)化算法，求解覆蓋整個目標區(qū)域的最小節(jié)點覆蓋集。仿真結果表明，算法能在節(jié)點數量和有效覆蓋率中做出合理權衡，得到更適應實際應用要求的最小覆蓋集。 無線傳感器網絡的連通是指網絡中任意兩個節(jié)點之間都能夠進行通信，這是節(jié)點自組織形成網絡的前提。通過分析連通與覆蓋之間的關系，文中給出了覆蓋意味著連通的充分必要條件。當節(jié)點通信半徑大于等于2倍感知半徑時，由遺傳算法構