混合无线传感器网络覆盖控制研究

作     者：李世顺 

作者单位：华中师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张清国

授予年度：2016年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程] 

主      题：混合无线传感器网络 移动传感器节点部署 粒子群 蜂窝结构 覆盖 

摘      要：近年来,无线传感器网络获得了快速发展,广泛应用于环境监控、医疗卫生、军事以及工业等领域,同时也引起了众多研究者的关注。WSN的覆盖问题是网络构建初期和应用过程中的必要环节,合理控制覆盖方式可以提高WSN对目标区域的覆盖率、保证网络节点的连通性以及延长网络的使用寿命,从而获得较高的覆盖质量。本文主要研究混合无线传感器网络的节点部署问题,首先介绍无线传感器网络的架构、特点及应用,引出了覆盖控制的理论基础及研究意义,然后介绍了几种常见的覆盖控制算法。提出了一个基于粒子群算法的混合无线传感器网络覆盖优化算法,该算法将混合无线传感器网络的覆盖问题转化为函数优化问题,以无线传感器网络的覆盖率作为优化目标建立数学模型。然后用粒子群算法求函数的最优解,从而得到移动传感器的最终移动到的目标位置,实验表明,粒子群算法提高了网络覆盖率,减小了平均移动距离,可适应存在障碍物的覆盖区域。提出了一个基于蜂窝结构的混合无线传感器网络覆盖优化算法,该算法并不需要通过盲目地搜索大量区域来找出覆盖漏洞,而是直接利用蜂窝结构的几何规律,通过迭代计算的方式算出最近的覆盖漏洞位置,计算速度快并且结果精确。该算法的移动传感器节点部署方式属于无间隙覆盖,这种覆盖方式可以最大化的减少漏洞。