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半径可调的无线传感器网络三维覆盖算法

计算机应用 2018年第9期38卷 2581-2586,2615页

作者：党小超邵晨光郝占军西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730070 甘肃省物联网研究中心兰州730070

针对三维无线传感器网络区域中节点覆盖的问题,提出一种半径可调的无线传感器网络三维覆盖算法(3D-CAAR)。该算法利用虚拟力作用实现无线传感器网络的节点均匀部署,同时结合传感器节点的半径可调覆盖机制,判断节点与被覆盖区域中目标点... 详细信息

针对三维无线传感器网络区域中节点覆盖的问题,提出一种半径可调的无线传感器网络三维覆盖算法(3D-CAAR)。该算法利用虚拟力作用实现无线传感器网络的节点均匀部署,同时结合传感器节点的半径可调覆盖机制,判断节点与被覆盖区域中目标点之间的距离。引入能耗阈值,使得节点根据自身情况调节节点感知半径,从而降低无线传感器网络的整体能耗,提高了节点利用率。最后,通过与传统基于人工势场的三维部署算法(APFA3D)、基于与未知目标精确覆盖的三维算法(ECA3D)仿真实验对比,3D-CAAR的事件集覆盖效能明显较高,能有效解决三维无线传感器网络中对目标节点的覆盖问题。

关键词：无线传感器网络三维覆盖虚拟力半径可调事件集

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基于半径可调的三维无线传感器网络覆盖控制

微电子学与计算机 2013年第9期30卷 106-109,114页

作者：薛文涛王丁章江苏科技大学江苏镇江212003

针对三维空间下的无线传感器网络覆盖问题,考虑在满足最优覆盖节点集的基础上,同时减少网络能耗,提出了一种半径可调的三维无线传感器网络的低能耗覆盖方法.根据节点具有可调节传感半径的属性,在三维空间中利用遗传算法动态优化节点布局... 详细信息

针对三维空间下的无线传感器网络覆盖问题,考虑在满足最优覆盖节点集的基础上,同时减少网络能耗,提出了一种半径可调的三维无线传感器网络的低能耗覆盖方法.根据节点具有可调节传感半径的属性,在三维空间中利用遗传算法动态优化节点布局.仿真结果表明,节点的部署能够在达到较高的覆盖率和节点休眠率的同时,有效降低网络能耗,从而延长网络的生存时间.

关键词：无线传感器网络三维覆盖遗传算法半径可调低能耗

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面向低能耗的无线传感器网络节点部署

面向低能耗的无线传感器网络节点部署

作者：王丁章江苏科技大学

学位级别：硕士

在无线传感器网络的节点部署中，由于传感器节点的分布通常具有随机性和密集性，监测区域会出现覆盖盲区或多重覆盖，这将直接影响到网络中的节点能量、通信带宽、处理能力等受限资源的优化分配。因此，无线传感器网络的覆盖部署是无线... 详细信息

在无线传感器网络的节点部署中，由于传感器节点的分布通常具有随机性和密集性，监测区域会出现覆盖盲区或多重覆盖，这将直接影响到网络中的节点能量、通信带宽、处理能力等受限资源的优化分配。因此，无线传感器网络的覆盖部署是无线传感器网络中基本且必须解决的问题。本文考虑无线传感器网络在水下的应用，研究面向低能耗的三维无线传感器网络节点部署方法。本文的主要研究工作如下：(1)针对三维空间传感器网络静态节点随机部署特点，考虑在满足最优覆盖节点集的基础上，提出了基于半径可调的节点部署方法，并最终减少网络能耗。该方法根据节点具有可调节传感半径的属性，利用遗传算法优化节点半径组合，最终寻求一组节点数少、能耗低，以及网络覆盖率高的最优节点集合。仿真结果与初始节点部署相比，覆盖率由78%提高到92.15%。节点休眠率由60%提高到71.25%。能耗系数由0.155降低到0.130。基于以上成果，考虑单目标遗传算法对子目标相冲突的优化问题存在局限性，研究一种基于多目标遗传算法（NSGAII）的覆盖方法。以三维网络中的覆盖率、工作节点数和网络能耗均衡系数为优化目标，然后利用多目标遗传算法进行优化。仿真得到的pareto最优解集表明，覆盖率最大可以达到93.35%，节点休眠率最大达到76.25%，最小能耗系数可以降低到0.2033，且pareto解集优于NSGA算法。(2)针对三维动态传感器网络，考虑基本粒子群算法在优化中的缺点，研究一种基于量子粒子群三维网络的动态覆盖。将量子理论和粒子群算法相结合，避免了粒子群算法容易陷入早熟收敛的问题。仿真结果显示，粒子群算法的覆盖率从7%提高到9%，而量子粒子群算法从7%提高到了10%。量子粒子群的平均移动距离为22.12m，粒子群的平均移动距离为24.73m。针对以上成果，紧接着考虑实际应用中的情况，针对节点在水下环境中只能垂直移动的特殊性，从提高覆盖率和保持网络连通性角度考虑，研究了一种适用于水下无线传感器网络的分布式覆盖控制算法，并利用量子粒子群优化节点分簇。仿真结果表明，在相同节点数目情况下，该算法比随机部署方法最大可以提高40%的覆盖率，相同的节点感知半径情况下，最大可以提高30%的覆盖率。

关键词：无线传感器网络三维覆盖半径可调多目标遗传算法水下传感器网络

农业大棚应用环境下网络能耗算法的最优化分析

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南京工程学院学报（自然科学版） 2019年第2期17卷 38-42页

作者：朱大伟宛博文陈洁崔晓萌南京工程学院通信工程学院

在传感器网络能耗算法基础上,以农业大棚为背景,通过调节传感器的位置与感知半径对一定体积空间内总能耗最优化问题进行分析.利用传感器改变自身半径所消耗的能耗与传感器在不同半径通信时所消耗的能耗之和来计算总能耗,结合不同传感器... 详细信息

在传感器网络能耗算法基础上,以农业大棚为背景,通过调节传感器的位置与感知半径对一定体积空间内总能耗最优化问题进行分析.利用传感器改变自身半径所消耗的能耗与传感器在不同半径通信时所消耗的能耗之和来计算总能耗,结合不同传感器个数及不同通信半径情况,分析不同大棚体积内节点能耗的最优化问题.通过对不同传感器节点情况下的分析、对比,证明该算法在不同体积农业大棚环境下,很好地解决能耗消耗问题.

关键词：无线传感器网络半径可调能耗分析农业大棚