一种水下无线传感器网络节点的三维部署算法.pdf

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1、138传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第12期DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)l2-0138-04一种水下无线传感器网络节点的三维部署算法赵敏华，李玲燕，赵坤，李莉，康燕妮(1．西安建筑科技大学信息与控制工程学院。陕西西安710055；2．中联西北工程设计研究院，陕西西安710082)摘要：从水环境监测的应用需求出发，提出了水下空间节点三维部署的目标和约束条件。同时，为了解决在三层水下无线传感器网络结构模型下，节点稀疏部署后，网络存在的能耗不均衡问题，提出一种非均．匀简单立方格节点部署算法

2、。该算法结合节点水声通信能耗模型，通过增加各层节点数目和调整节点间通信距离来控制节点能耗。从网络的生存时间和网络的能量消耗两方面对算法进行了分析和仿真，结果表明：本算法可以在保证网络覆盖要求的前提下，控制节点部署的密度，均衡节点的能量消耗，延长网络寿命。关键词：水下无线传感器网络；部署；简单立方格；通信能耗模型l；网络寿命中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000787(2015)12-0138-04Athree--dimensionaldeploymentalgorithmforunderwaterwirelesssensornetworksnodeZHAOMin．hua，LIL

3、ing．yan，ZHAOKun，LILi。，KANGYan．ni(1·SchoolofInformationandControlEngineering，xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China；2．NorthwestInstitutef0rDesignandResearch．Xi’an710082，China)Abstract：Startingfromtherequirementsofwaterenvironmentmonitoringapplication，proposetargetandconstraintso

4、fnodedeploymentin3Dunderwaterspace．Andthen，inordertosolveimbalanceenergyconsumptionproblemsofnodesaftersparsedeployedinmodelofthree—layerunderwaterwidesssensornetworks(UWSNs)，aninhomogeneoussimplecubiclatticenodedeploymentalgorithmisproposed．Thisalgorithmisdesignedbyincreasingthenumberofnodesofeachl

5、ayerandadjustingcommunicationdistancebetweennodestocontrolenergyconsumptionofnodescombiningenergyconsumptionofunderwateracousticcommunication．Theanalysisandsimulationonthisalgorithmfromnetworkli~timeandenergyconsumptionisdiscussed，resultsshowthatthealgorithmcannotonlyguaranteethecoveragerequirements

6、andcontrolthedensityofnodesdeployment，butalsobalanceenergyconsumptionofnodesandprolongthenetworkli~time．Keywords：underwaterwirelesssensornetworks(UWSNs)；deployment；simplecubicl~tice；communicationenergymodel：networkli~time0引言源，还可以均衡网络能耗，延长网络寿命。水下无线传感器网络(UWSNs)是无线传感器网络与陆上WSNs相比，UWSNs具有许多不利于节点部署(WSNs)领

7、域新兴的研究热点。目前，国内外对UWSNs的的特性，如水声传播速度小、水声信号传输损耗严重等，研究主要集中在水声通信、UWSNs的体系设计、节点部署这些特性大大提高了节点的部署难度。本文针对UWSNs研究和网络通信的关键协议设计等方面。而水下节点的部在水环境监测领域的应用需求，设计了一种能耗均衡的署研究，由于其直接关系到网络监测信息的准确性、完整性UWSNs节点三维部署算法，该算法结合水下节点通信