三維移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題的研究.pdf

1、近年來,集成了傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)和無線通信技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已引起各國政府、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的高度關(guān)注,它在軍事、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)療健康和其他商業(yè)領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至今,仍有許多可以應(yīng)用的環(huán)境待開發(fā),也仍有許多技術(shù)上的問題需要克服,值得各界學(xué)者及研究團(tuán)隊(duì)繼續(xù)深入地研究。網(wǎng)絡(luò)覆蓋是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究和應(yīng)用的關(guān)鍵性基礎(chǔ)問題,是其他網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ),直接影響著網(wǎng)絡(luò)的使用性能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)超大規(guī)模,節(jié)點(diǎn)自由密集分布、能

2、量受限、通信能力受限、計(jì)算和存儲(chǔ)能力受限的特點(diǎn)和無人職守、惡劣的應(yīng)用環(huán)境給網(wǎng)絡(luò)覆蓋帶來了很大的挑戰(zhàn)。
　　本文從自由分布節(jié)點(diǎn)覆蓋效率最大化分布特性的網(wǎng)絡(luò)覆蓋方面研究了三維移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋問題。本文主要的研究?jī)?nèi)容為:首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋問題、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋面臨的挑戰(zhàn)和現(xiàn)有的研究成果;然后,對(duì)當(dāng)前大多數(shù)研究所采用的隨機(jī)空間結(jié)構(gòu)不能完全代表三維傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需求,介紹了基于空間鑲嵌理論三維體心立方格的覆蓋特性;最

3、后針對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)三維自由分布網(wǎng)絡(luò)覆蓋中覆蓋效率低下的問題,提出了一種改進(jìn)的覆蓋算法,作為傳感器部署策略,力圖最大化這些隨機(jī)部署的傳感器的覆蓋域,改善隨機(jī)部署的覆蓋程度。在考慮節(jié)點(diǎn)無效移動(dòng)、邊界效應(yīng)和最佳移動(dòng)距離等因素下,各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)所受引力與斥力的合力來決定移動(dòng)路徑和移動(dòng)速率,一旦有效傳感器節(jié)點(diǎn)位置被確定了,傳感器節(jié)點(diǎn)一次次的執(zhí)行移動(dòng)被部署在新的位置上,完成節(jié)點(diǎn)部署。仿真的結(jié)果表明,改進(jìn)的覆蓋算法在覆蓋程度、覆蓋效率、平均移動(dòng)距離都比原