無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中路徑覆蓋問題的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSNs)是由大量的計(jì)算、存儲、通信能力有限的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，能感知、采集及檢測監(jiān)測區(qū)域中目標(biāo)的各種信息，并將處理后的信息通過單跳或者多跳的策略回傳基站并由其做進(jìn)一步的分析，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本問題。覆蓋強(qiáng)度是衡量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，反映了傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的“感知”服務(wù)質(zhì)量。在覆蓋問題中，路徑覆蓋

2、問題關(guān)注的是分析已有覆蓋的性能，目的是至少找到一條從源點(diǎn)和目的點(diǎn)的路徑。近年來，許多學(xué)者圍繞路徑覆蓋這一課題進(jìn)行了深入的研究。但是，很少有學(xué)者研究如何為目標(biāo)求得能夠避開移動傳感器節(jié)點(diǎn)的安全穿越路徑或者為目標(biāo)求得穿越時(shí)間受限的路徑。本文針對以上不足，做了如下工作：
　?。?）本文從被監(jiān)測的目標(biāo)角度出發(fā)，研究了移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)如何避開移動傳感器節(jié)點(diǎn)并安全穿越的問題。當(dāng)目標(biāo)穿越移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，現(xiàn)有利用廣度優(yōu)先搜索(Brea

3、dth First Search，BFS)的穿越算法不能保證目標(biāo)避開移動傳感器節(jié)點(diǎn)。因此，本文為目標(biāo)建立了一種穿越模型，并提出了三種構(gòu)造最小暴露度路徑的算法。這三種算法均使用Voronoi圖將連續(xù)路徑問題離散化，計(jì)算Voronoi邊的暴露度，并分別結(jié)合切線和回退機(jī)制，使目標(biāo)實(shí)現(xiàn)避開移動傳感器節(jié)點(diǎn)的最佳穿越。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的算法解決了目標(biāo)避開移動傳感器節(jié)點(diǎn)的安全穿越問題，且目標(biāo)的速度越快（移動傳感器節(jié)點(diǎn)速度越慢），目標(biāo)越容易避開移

4、動傳感器節(jié)點(diǎn)。
　　（2）研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中受到時(shí)間限制的目標(biāo)如何穿越網(wǎng)絡(luò)的問題。在許多應(yīng)用中（如：運(yùn)送救援物資），目標(biāo)必須考慮穿越的時(shí)間。當(dāng)目標(biāo)穿越無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間受到限制時(shí)，現(xiàn)有的穿越算法不能保證目標(biāo)在時(shí)間限制內(nèi)穿越網(wǎng)絡(luò)。因此，本文提出了四種構(gòu)造時(shí)間受限的支持路徑的算法。算法利用Delaunay三角剖分圖將連續(xù)路徑問題離散化，計(jì)算Delaunay三角剖分邊的支持值，并分別結(jié)合預(yù)估、壓縮和拉伸機(jī)制，使目標(biāo)實(shí)現(xiàn)滿足時(shí)間限制