无线传感器网络覆盖优化方法研究

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1、硕士论文无线传感器网络覆盖优化方法研究摘要随着无线通信技术和电子器件技术的快速发展，低成本、低功耗、多功能的无线传感器的开发和广泛应用成为可能。如何实现最优覆盖，使网络在保证可靠监测性能的同时延长网络生存时间是无线传感器网络的一个基本问题。调度冗余节点轮流休眠能有效延长网络寿命。本文针对节点高密度随机均匀布撒的网络，在综合了大量有关无线传感器网络休眠算法文献的基础上，分析了几种常用的基于冗余节点判定的休眠机制，得到了值得借鉴的思想。针对这几种冗余节点判定算法复杂度过高、选出的工作节点过多以及无法使边界节点休眠等问题，本文以基于扇区

2、覆盖的TianD算法为基础，结合Huang算法的圆周覆盖思想，提出了一种改进的无线传感器网络休眠机制。首先通过密度控制使冗余度过高的区域中部分节点先休眠，使活跃节点分布更均匀：然后对活跃节点进行圆周覆盖冗余判定，对网络边界节点和非边界节点使用不同的圆周覆盖判定方法，从而使边界节点和非边界节点均得到很好的休眠，降低了网络冗余度。仿真结果表明，在保持网络原有的覆盖率的基础上，改进休眠机制使得网络活跃节点数目更少、分布更均匀，网络生存时间得到延长。在此基础上，本论文针对节点失效的无线传感器网络的修复覆盖问题进行了讨论，阐述了重构的概念及

3、其关键问题。提出了一种自适应的传感器网络重构方案：当网络冗余节点密度较大时使用休眠节点唤醒机制，当冗余节点密度较小时使用基于Dijkstra算法的节点移动机制。仿真结果表明，该重构方案能较好的修复节点失效的网络。关键词：无线传感器网络，休眠机制，重构，唤醒，移动无线传感器网络覆盖优化控制研究AbstractRecentadvancementinwirelesscommunicationsandelectronicshasenabledthedevelopmentandapplicationoflow-cost，energyeffi

4、cientandmulti-functionwirelesssonsornetwork(wsto．CoverageoptimizationisafundamentalissuefortheoperationandmanagementofWirelessSensorNetwork,whichisaimedtoobtainlongsystemlifetime，aswellasmaintainsufficientsurveillancetotargets．Schedulingtheredundantnodestosleepalterna

5、telycallprolongthenetworklifetimeefficiently．Inthispaper,thenodeschedulingschemeofakindofrandomsensornetworksisstudied．Basedonalargenumberofliteraturesonthesleepalgorithmofwirelesssensornetwork,kindsofthecurrentsleepalgorithmbasedonredundantnodedetermineareanalyzedand

6、acquired．However,thefollowingproblemsexistinthesekindsofredundantnodedeterminealgorithms．Firstly,thecomplexityistoohigh．Secondly,toomanyworknodesarepicked．Besides，theboundarynodesarenotabletosleep．Tosolvetheseproblems，basedontheTianDarithmeticonthesectorcoverage，thisp

7、aperdesignedanimprovingwirelesssensorn苦tworksleepmechanismwiththereferenceofcirclecoveragethoughtofHuangarithmetic．TllismethodfirstlyUSeSthedensitycontroltosleeppartofthenodesintheregionofoverhilghredundancyratioinordertomaketheactivenodesdistributemoreequally．Then,th

8、ecirclecoverageredundancydetermineisusedontheothernodes．Differentcirclecoverageredundancydeterminemethodsareusedonthenetwork