有向傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署與覆蓋控制研究.pdf

1、覆蓋問(wèn)題作為傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本問(wèn)題，研究的是如何優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的部署，使得網(wǎng)絡(luò)提供的感知服務(wù)最優(yōu)。合理的節(jié)點(diǎn)部署不僅能夠保證網(wǎng)絡(luò)的覆蓋連通，還可以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)提供感知服務(wù)的時(shí)間。
　　本文深入研究了有向傳感器網(wǎng)絡(luò)(Diectional Sensor Networks,DSN)的多sink節(jié)點(diǎn)部署問(wèn)題和覆蓋增強(qiáng)問(wèn)題。主要研究工作有：
　　①針對(duì)隨機(jī)部署DSN的多sink節(jié)點(diǎn)部署問(wèn)題，提出了基于聚類(lèi)劃分的多sink節(jié)點(diǎn)部署算法(Clus

2、tering DivisionMultipleSink Deployment Algorithm,CDMSDA)。算法通過(guò)貪心遞歸的思想，找出需要部署的sink節(jié)點(diǎn)數(shù)K，使得除孤立節(jié)點(diǎn)外的所有普通節(jié)點(diǎn)到 sink的通信距離都在一跳內(nèi)。然后以此為依據(jù)將目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)劃分為K個(gè)聚類(lèi)?？紤]到目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的孤立節(jié)點(diǎn)會(huì)帶來(lái)不必要的sink節(jié)點(diǎn)部署成本，算法在聚類(lèi)過(guò)程引入合并機(jī)制。通過(guò)多次循環(huán)聚類(lèi)，最終找到使得普通節(jié)點(diǎn)到sink平均距離最短的sin

3、k節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)及最優(yōu)部署位置。仿真實(shí)驗(yàn)表明，CDMSDA算法在部署的sink節(jié)點(diǎn)數(shù)及sink節(jié)點(diǎn)的位置上優(yōu)于RDF算法，且能夠保證普通節(jié)點(diǎn)到sink節(jié)點(diǎn)的平均通信距離都在一跳之內(nèi)，從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。
　?、卺槍?duì)隨機(jī)部署DSN的區(qū)域覆蓋增強(qiáng)問(wèn)題，提出了虛擬力導(dǎo)向粒子群有向傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋增強(qiáng)算法(Virtual Force-directed Particle Swarm Coverage-enhancing algorithm for

4、 Directional Sensor Networks,VFPSC-DSN)。算法以目標(biāo)區(qū)域的有效覆蓋率為指標(biāo)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)質(zhì)心的受力，引導(dǎo)粒子群算法的進(jìn)化，從而使得粒子群快速的收斂到全局最優(yōu)解上。最后，通過(guò)一次性的將節(jié)點(diǎn)的主感知方向調(diào)至最佳感知方向上，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋增強(qiáng)。仿真實(shí)驗(yàn)表明，VFPSC-DSN算法能夠很好的解決靜態(tài)同構(gòu)DSN的覆蓋增強(qiáng)問(wèn)題。與VF算法和SPSO算法相比，VFPSC-DSN算法在區(qū)域的覆蓋增強(qiáng)及收斂速度上具有