無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋中的部署與網(wǎng)絡壽命研究.pdf

1、自上個世紀70年代以來，傳感器技術，無線通信技術，嵌入式和微機電系統(tǒng)的快速發(fā)展，極大地推動了無線傳感器網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展，以低成本、多功能、自組織等為特點的無線傳感器網(wǎng)絡正受到越來越多的關注。在無線傳感器網(wǎng)絡中，為了避免傳感器能量耗盡或外界破壞而無法繼續(xù)工作，部署的傳感器節(jié)點數(shù)量往往大于實現(xiàn)完全覆蓋所需要的節(jié)點數(shù)量。設計一個保證網(wǎng)絡覆蓋的同時而又盡量減少網(wǎng)絡中的傳感器數(shù)量的覆蓋算法就顯得尤其重要。
　　傳感器的能量有限，替換或再充電

2、的困難。同時工作的傳感器能量將很快耗盡。因此，傳感器必須交替的、周期的工作為了節(jié)約能量和延長網(wǎng)絡壽命。為了實現(xiàn)這個目標，傳感器必須被劃分成子集，叫做覆蓋集合。其中，每個覆蓋集合都有能力監(jiān)測所有任務。覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡中最基本的問題，也是衡量無線傳感器網(wǎng)絡服務質量的重要標準。因此，研究覆蓋問題有重要的理論意義和應用價值。
　　通過深入分析和總結之前的研究成果。本文重點研究了高效部署和網(wǎng)絡壽命這兩個問題。對于高效部署問題，本文提

3、出了k邊界覆蓋判定和部署方案。前者的目標是為了判斷監(jiān)測區(qū)域的覆蓋度，而后者的目標是在不改變初始部署的情況下為了滿足應用的需求部署新的傳感器到監(jiān)測區(qū)域中。對于k判定問題，我提出了k邊界覆蓋判定方案（即k-PCE）。根據(jù)k-PCE方案，一個貪婪的k邊界覆蓋率部署方案（k-PCRD）被提出。為了進一步減小傳感器的冗余改善了k-PCRD（改善后的方案叫做k-IPCRD）。最后通過仿真對比試驗，驗證了算法的正確性和有效性。
　　本文針對網(wǎng)絡

4、壽命這個問題，提出了異構無線傳感器網(wǎng)絡（HWSNs）下的兩個k覆蓋算法：集中式連通目標k覆蓋算法（HCCTCk）和分布式連通目標k覆蓋算法（HDCTCk）。HCCTCk和HDCTCk目的是產(chǎn)生盡可能多的連通覆蓋集，使得每一個目標至少在k個活躍傳感器的感知范圍內(nèi)，同時最小化在連通覆蓋集合中激活的傳感器數(shù)目，并且保證在連通覆蓋集合中的每個傳感器節(jié)點能夠與匯聚節(jié)點通信。節(jié)點的選擇策略是基于傳感器的監(jiān)測能力，傳感器剩余能量和它所覆蓋目標的覆蓋情