基于水環(huán)境監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋研究及應用.pdf

1、水環(huán)境污染與保護問題一直是人類社會關(guān)注的熱點問題。特別對于國內(nèi)水污染日益嚴重的今天，急需高效的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）技術(shù)的快速發(fā)展和節(jié)點成本的下降，使得無線傳感器應用于水環(huán)境監(jiān)測成為了可能。
　　本文針對水環(huán)境監(jiān)測的WSN的覆蓋控制問題進行了研究，提出了一種平行四邊形覆蓋算法。本文提出的覆蓋算法突破了傳統(tǒng)矩形覆蓋算法的局限性，一方面保證在初始部署時使用最少節(jié)點實現(xiàn)全覆蓋，另一方面保證節(jié)點移動后網(wǎng)絡仍具有高覆蓋率。

2、仿真結(jié)果表明該算法在節(jié)點數(shù)和覆蓋率兩方面都優(yōu)于傳統(tǒng)矩形覆蓋算法，能夠滿足水環(huán)境監(jiān)測的要求。該算法有效減少了網(wǎng)絡部署節(jié)點數(shù)量從而降低了成本，因此算法更具備一般性。此外本文還設計了基于WSN和安卓手機平臺的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其利用PC端和安卓移動終端實現(xiàn)了對水環(huán)境的遠程實時監(jiān)測。該水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)適用于湖泊、水庫和魚塘等水環(huán)境的監(jiān)測，具有工作區(qū)域廣、系統(tǒng)成本低、操作方便、監(jiān)測數(shù)據(jù)精確和實時監(jiān)測等特點。本文的主要工作包含以下幾點：
　　第一

3、：學習并研究了無線傳感器網(wǎng)絡相關(guān)的覆蓋理論，主要對網(wǎng)格劃分法、基于遺傳算法的覆蓋理論、PEAS算法、部分覆蓋理論和覆蓋算法中的模式突變理論等進行了分析。
　　第二：突破傳統(tǒng)的矩形覆蓋算法，設計了更具一般性的平行四邊形節(jié)點覆蓋算法。該算法確定了節(jié)點部署中的最優(yōu)首節(jié)點位置且能有效降低能耗和保持高覆蓋率。
　　第三：設計了一套基于WSN和安卓手機平臺的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，利用CC2430芯片和各類傳感器實現(xiàn)了PC端和安卓移動終端對水環(huán)