無線傳感器網(wǎng)絡中拓撲控制與節(jié)能覆蓋的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由低成本、低功耗、具備感知、數(shù)據(jù)處理、存儲和無線通信能力的微型傳感器節(jié)點通過自組織方式形成的網(wǎng)絡，它在軍事、環(huán)境科學、醫(yī)療健康和其他商業(yè)領域都有著廣闊的應用前景。網(wǎng)絡覆蓋和能量消耗是無線傳感器網(wǎng)絡的兩個核心問題。網(wǎng)絡覆蓋決定了無線傳感器網(wǎng)絡對物理世界的監(jiān)測能力，能量消耗則決定了無線傳感器網(wǎng)絡的生存時間。網(wǎng)絡覆蓋與能量消耗密切相關，網(wǎng)絡拓撲控制則是影響網(wǎng)絡覆蓋的重要因素。本文主要針對無線傳感器網(wǎng)絡拓撲控制問題和傳感器網(wǎng)絡的

2、能量高效的覆蓋控制問題進行了深入研究。 研究了傳感器網(wǎng)絡拓撲控制問題。在傳感器網(wǎng)絡的形成過程中，通過網(wǎng)絡的拓撲發(fā)現(xiàn)和節(jié)點位置的獲取，借助于具有移動能力的感知節(jié)點對網(wǎng)絡拓撲結構的調(diào)整能力，可以有效地消除探測區(qū)域內(nèi)的陰影和盲點，保證網(wǎng)絡的最優(yōu)覆蓋，有利于信息的有效采集并提高網(wǎng)絡生存時間。基于已有的拓撲發(fā)現(xiàn)和節(jié)點定位技術，提出了一種基于遺傳算法的傳感器網(wǎng)絡節(jié)點拓撲控制。仿真實驗表明，算法在低(高)密度節(jié)點部署環(huán)境下均工作良好，具有較好

3、的適應性及較好的優(yōu)化分布特性。算法能夠針對特定的目標區(qū)域獲得較好的節(jié)點分布，提高傳感器網(wǎng)絡的整體信息感知范圍并有利于節(jié)點間的信息傳遞。 針對傳感器網(wǎng)絡的區(qū)域覆蓋問題，研究了節(jié)點高密度分布條件下傳感器工作節(jié)點集的選取問題，我們研究的目標有：在保證網(wǎng)絡充分覆蓋的前提下，減少冗余工作節(jié)點數(shù)目，同時降低網(wǎng)絡覆蓋的能量消耗。提出了一種基于遺傳算法的感知半徑可調(diào)的覆蓋控制機制，即在每個單獨節(jié)點集工作的同時，各工作集節(jié)點具有不同的感知半徑，每