能量有效的无线传感器网络覆盖算法

论文摘要

覆盖是无线传感器网络规划中的一个基本问题,它主要解决如何使用传感器节点使得网络有高的监测质量和较长的使用寿命。关于覆盖问题的很多算法需要知道节点的位置信息或借助GPS等获得位置信息,不利于构建低成本的传感器网络。另外覆盖算法多是基于二维空间设计的,与无线传感器网络通常都工作在三维空间中的实际情况不符合。为此本文研究三维空间的无线传感器网络覆盖问题,主要工作如下:首先介绍了一些经典的覆盖控制算法,并分析了它们的优缺点。SGA是二维空间中的一种覆盖算法,该算法不需要节点位置信息,覆盖率或冗余节点率方面也有一定的优势,但是没有考虑节点的能量均衡消耗问题。本文将SGA推广到三维空间中,提出能量有效的三维空间无线传感器网络覆盖算法——SSG算法,该算法不依赖于节点位置信息,节点能量消耗具有均衡性,且从理论上证明了算法的可行性,并给出实例验证,通过仿真实验给出了覆盖质量分析。其次,针对SSG算法存在的另一个问题,即随着Rsg (节点向周围广播消息的半径)的值增大,网络覆盖率下降较快,本文基于随机睡眠调度的思想提出ISSG算法,即让节点以某一概率进行工作,通过调整概率值来保证覆盖率,仿真结果表明,该算法可以保证较高的网络覆盖率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无线传感器网络简介
• 1.2 覆盖问题分析
• 1.3 本文主要工作及内容安排
• 第二章 覆盖算法的相关知识
• 2.1 基础知识
• 2.2 经典的覆盖算法分析
• 第三章 三维空间中能量有效的覆盖算法
• 3.1 问题阐述
• 3.2 模型假设与定义
• 3.3 三维空间中的覆盖算法—— SSG 算法
• 3.4 算法仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 SSG 算法的改进算法
• 4.1 问题的提出
• 4.2 SSG 算法的改进算法——ISSG 算法
• 4.3 算法仿真
• 4.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果