无线传感器网络覆盖中的部署与网络寿命研究

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2、：：曲阜师范大学研究生学位论文独创性声明＂＂＂＂（根据学位论文类型相应地在ｎ划Ｖ）本人郑重声明／：此处所提交的博女〇硕±３论文《无线传感器网络覆盖》，中的部署与网络寿命研究，是本人在导师指导下在曲阜师范大学攻读博±□？／硕丄口学位期间独立进行研究工作所取得的巧果；论文中除注明部分外不包含他人己经发表或撰写的研究成果＝对本文的研究工作鞍出重要贡献的个。人和集体，均己在文中明确的方式注明本声明的法律结果将完全由本人承担。《，．作者签名曰期：女曲阜师范大学研究生学位论文使用授权书＂＂＂＂（根

3、据学位论文类型相应地在□划Ｖ）《无±线传口感器网络覆盖中的部署与网络寿命研究》系本人在曲阜师范大／硕±口学位期间，在导师指导下完成的博ｉｎ／硕ｉ口学位论学攻读博文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本于论文的研究内容不得其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范火学关保存、使用学位论文的规，定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本允许论文被。，可采用影印或其他论蒼魄和借阅本人授权曲阜师范大学复制手段保存。文，可公开发表论文的全部或部分内容女如作者签名：日期：办茲方导师签名：

4、日期：郝＾＾凌摘要摘要自上个世纪70年代以来，传感器技术，无线通信技术，嵌入式和微机电系统的快速发展，极大地推动了无线传感器网络的产生和发展，以低成本、多功能、自组织等为特点的无线传感器网络正受到越来越多的关注。在无线传感器网络中，为了避免传感器能量耗尽或外界破坏而无法继续工作，部署的传感器节点数量往往大于实现完全覆盖所需要的节点数量。设计一个保证网络覆盖的同时而又尽量减少网络中的传感器数量的覆盖算法就显得尤其重要。传感器的能量有限，替换或再充电的困难。同时工作的传感器能量将很快耗尽。因此，传感器必须交替的、周期的工作为了节

5、约能量和延长网络寿命。为了实现这个目标，传感器必须被划分成子集，叫做覆盖集合。其中，每个覆盖集合都有能力监测所有任务。覆盖问题是无线传感器网络中最基本的问题，也是衡量无线传感器网络服务质量的重要标准。因此，研究覆盖问题有重要的理论意义和应用价值。通过深入分析和总结之前的研究成果。本文重点研究了高效部署和网络寿命这两个问题。对于高效部署问题，本文提出了k边界覆盖判定和部署方案。前者的目标是为了判断监测区域的覆盖度，而后者的目标是在不改变初始部署的情况下为了满足应用的需求部署新的传感器到监测区域中。对于k判定问题，我提出了k边界覆盖

6、判定方案（即k-PCE）。根据k-PCE方案，一个贪婪的k边界覆盖率部署方案（k-PCRD）被提出。为了进一步减小传感器的冗余改善了k-PCRD（改善后的方案叫做k-IPCRD）。最后通过仿真对比试验，验证了算法的正确性和有效性。本文针对网络寿命这个问题，提出了异构无线传感器网络（HWSNs）下的两个k覆盖算法：集中式连通目标k覆盖算法（HCCTCk）和分布式连通目标k覆盖算法（HDCTCk）。HCCTCk和HDCTCk目的是产生尽可能多的连通覆盖集，使得每一个目标至少在k个活跃传感器的感知范围内，同时最小化在连通覆盖集合中激活

7、的传感器数目，并且保证在连通覆盖集合中的每个传感器节点能够与汇聚节点通信。节点的选择策略是基于传感器的监测能力，传感器剩余能量和它所覆盖目标的覆盖情况。最后，我们证明构造的连通覆盖集可以完全覆盖所有目标在理论上，并且网络也是连通的。同时，仿真也验证理论分析。关键词：无线传感器网络，分布式覆盖算法，k边界覆盖，连通覆盖集合，连通性，异构网络IAbstractAbstractSincethe70soflastcentury,recentadvancesinsensortechnologies,wirelesscommunicatio

8、ns,andmicro-electro-mechanicalsystems(MEMS)havegreatlypromotedtheemergenceanddevelopmentofwirelesssensornetworks(WSNs).Wirelesssens