一种面向目标的有向传感器网络连通覆盖算法.pdf

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1、2012年第31卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)65一种面向目标的有向传感器网络连通覆盖算法黄帅，程良伦(广东工业大学自动化学院。广东广州510006)摘要：针对传统的有向传感器网络目标覆盖算法只考虑网络覆盖率而不能保证网络连通性的问题，利用目标点部署圆内覆盖最多邻居目标点的候选节点集合和整数线性规划(ILP)模型设计了一种面向目标的连通覆盖算法(CTA)。该算法通过建立目标部署圆内覆盖最多邻居目标点的候选节点集合对随机部署的节点进行初步调度，在此基础上，通过ILP模

2、型找出实现目标检测，并保证整个网络连通性的最少节点数和最佳位置的节点集合。仿真实验表明：CTA在保证目标覆盖率的前提下，不仅极大地降低了网络部署成本，而且保证了网络连通性。关键词：有向传感器网络；目标覆盖；连通性；节点调度中图分类号：TP391．1文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)01-0065-04AconnectivetargetcoveragealgorithmforOl■irect·i■OnalSensornet·w0rlK米HUANGShuai，CHENGLiang—lun(SchoolofAutom

3、ation，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006)Abstract：Traditionalcoveragealgorithmsfordirectionalsensornetworkonlyconsidercoverage，butcan’tguaranteetheconnectivity．Inviewofthisdeficiency，aconnectivetarget—coveragealgorithm(CTA)isproposedbyusingthemaximummulti—

4、overlappingdomainsofneighbortargetpointsandtheintegerlinearprogramming(ILP)formulation．Candidatepositionsetsarecalculatedusingtheconceptofcoveringmaximumtargetswithindeployment-circle．mentheILPformulationisusedtofindtheoptimalpositionsofthesenodesfromthecandidatepositi

5、onsetsonthebasisofmeetingusers’demandandconnectivity．SimulationresultsshowthatCTAcangreatlyreducenetworkdeploymentcostsandensurenetwork’Sconnectivityonthepremisethatcoverageisguaranteed．Keywords：directionalsensornetwork；targetcoverage；connectivity；nodeschedule0引言直接应用于有

6、向传感器网络J。随着检测环境的日益复杂多变，传统传感器网络已经目前大多数研究针对的都是区域覆盖问题J，文不能满足人们实现细粒度、精准信息的环境检测需求，迫切献[8]研究了最大有向区域覆盖(MDAC)问题，提出一种分需要一种能够针对大量数据、复杂媒体信息进行获取、处理布式贪心算法DGreedy，通过局部选择覆盖区域最大的方和传输的新型网络J，有向传感器网络应运而生。区别于向来达到MDAC问题的一个次优解，算法相对比较复杂。传统的全向感知传感器，有向传感器的感知能力限制在视文献[9]利用目标点最多层交叠域寻找监测目标节点集的角范围(fi

7、eld—of-view，FoV)内，即只有在工作方向上才可以传感器节点候选位置，基于候选位置点再利用遗传算法找有效感知，其他方向上则不能J。典型的有向传感器包括出实现目标监测的最少节点数与节点位置，在满足用户感视频传感器、超声传感器、麦克风和红外传感器等。此类传知需求的基础上具有较少的部署节点数，但是其采用的是感器的感知区域都可以近似为二维平面内的一个扇形，它全向感知模型，不适用于用来解决有向传感器网络的目标可以转向不同的方向，但在某个时刻只能固定在一个特定覆盖问题。文献[10]通过建立以最低部署成本为目标的的方向，其感知模型区别于

8、传统的全向传感器，而感知模型ILP模型对整个网络的节点进行优化部署，该算法能够的差异造成了现有基于全向感知模型的覆盖研究结果不能保证覆盖到所有的目标点，需要借助强大的线性规划软件收稿Et期：2011__o6_20基金项目：国家自然科学