一种基于移动节点的无线传感器网络修复方法.pdf

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1、2013年第32卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)25一种基于移动节点的无线传感器网络修复方法樊茂森，王庆生(太原理工大学计算机科学与技术学院，山西太原030024)摘要：传感器节点的随机部署不均匀或者由于负载不均导致有的节点能量提前耗尽，导致无线传感器网络出现覆盖空洞。针对已检测到的覆盖空洞，提出一种基于相切圆的修复算法，并从理论上证明该算法的可行性。算法的基本原理是以相邻2个边界传感器节点求它们相切圆的圆心位置，即新增加的移动节点的位置，通过反复求解相切圆的圆心位置来达到修复的目的。通过

2、仿真实验证明：算法不仅能达到90％的修复覆盖率，而且修复后的冗余度相比其他算法也较低。关键词：无线传感器网络；移动节点；覆盖空洞修复中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)09--0025-03ArestorativemethodforwirelesssensornetworkslDaSecl10nm01Dl■len0nleSFANMao—sen，WANGQing—sheng(CollegeofComputerScienceandTechnology，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiy

3、uan030024，China)Abstract：Nonuni~1THrandomdistributionofsensornodeorenergyofsomesensornodesisexhaustedcausedbyloadimbalancemayleadtocoverageholesemergedinwirelesssensornetworks(WSNs)．Aimingatthedetectedcoveragehole，basedontangentcirclerestorativealgorithmisproposedtoprovethefeasib

4、ilityofthealgorithmintheory．Thebasicprincipleofthealgorithmistoseekcenterlocationoftangentcirclebytwoadjacentboundarynodes，namelylocationofthenewmobilenode，byiterativelysolvingcenterlocationoftangentcircletoachievethepurposeofrepairing．Thesimulationexperimentshowsthatthealgorithm

5、notonlycanreach90％repairrate．butalsotheredundantislowerthanotheralgorithmafterrepairing．Keywords：wirelesssensornetwork(WSNs)；mobilenode；repairingofcoveragehole0引言冗余导致成本较高，各节点相互通信可能产生干扰。在多无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)在战重覆盖基础上的休眠一唤醒机制可以有效解决由于节点场情报收集、环境监测、自然灾害预防有着广泛的应用，在过于密集而

6、产生的通信干扰，但是大量处于休眠的传感器以上运用中覆盖控制是一个重要的问题，它反映了无线仍然会增加成本。随着技术的发展，传感器的可靠性越来传感器网络提供服务的质量，一个好的无线传感器网络是越高，现在已不用采取多重覆盖来提高网络的可靠性。利应该持续有效地覆盖被监测区域。实际情况是由于初始网用节点的定向移动到指定位置来填补覆盖空洞越来越受到络随机部署，或者由于负载不均造成能量过早耗尽或者受人们的关注J，其中，王良民等人提出了基于移动节点的恶劣的自然环境影响或遭受人为破坏而产生覆盖空洞。若三角形逐个贴片修复方法(PA1Tr)，该方法利用覆盖洞是能及早地发现这些

7、覆盖空洞并加以修复将大大提高网络边缘节点提供的相关信息，求解移动节点的“最佳”位置。的可靠性和使用寿命。由于覆盖空洞的出现将降低网络的该方法虽然覆盖率较高，但是也有较高的冗余度，不能充分可靠性和联通性，可以认为它是一种特殊的能量洞。提高移动节点的利用率。但现有的修补算法都无法有效地在一些静态网络中为了解决覆盖空洞的出现通常采用解决高覆盖率和低冗余度这对矛盾。本文所使用的基于相多重覆盖，即同一被检测的区域同时被多个传感器所监切圆的修补算法有效地解决了高覆盖率(覆盖率超过测，即使某个传感器失效，该区域也可以被其他传感器所监90％)和低的冗余度这对矛盾。测，避

8、免产生覆盖空洞。然而多重覆盖会产生大量的覆盖收稿日期：2013-02-25第9期