有向傳感器網(wǎng)絡覆蓋控制技術(shù)及其應用研究.pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡在軍事、環(huán)境保護、醫(yī)療、智能家居等許多領(lǐng)域得到廣泛的應用，成為計算機領(lǐng)域的研究熱點。在無線傳感器網(wǎng)絡中，覆蓋控制是決定網(wǎng)絡服務質(zhì)量的一個基本因素，可以通過在網(wǎng)絡中分布一定數(shù)目的傳感器節(jié)點以實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域或者監(jiān)測目標的有效感知，從而確保獲取信息的完整性和有效性。然而，大多數(shù)覆蓋控制問題的研究都是針對傳統(tǒng)的全向感知模型展開的，對于實際應用中出現(xiàn)的新型傳感器，比如視頻、超聲波和紅外等有向傳感器，傳統(tǒng)的全向感知模型已經(jīng)不適

2、用。因此，需要展開針對有向感知模型的覆蓋控制問題研究。
　　本文對有向傳感器網(wǎng)絡覆蓋控制進行了研究，主要工作如下:
　　(1)通過分析節(jié)點相互之間作用力，建立了一種節(jié)點所受的虛擬力和調(diào)整角度之間的關(guān)系模型，克服了傳統(tǒng)虛擬勢場方法中節(jié)點調(diào)整角度是固定值的不足。該模型充分考慮了節(jié)點相互之間重疊區(qū)域的影響，重疊區(qū)域越大，則斥力越大，調(diào)整的角度越大，克服了節(jié)點固定調(diào)整角度的影響。
　　(2)在粒子群算法中引入虛擬力和角度調(diào)整之

3、間的關(guān)系模型，提出一種改進的粒子群算法，用于求解復雜的有向傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化問題。該算法加快了跟蹤個體極值和群體極值來確定其工作方向的速度，縮短了節(jié)點調(diào)整方向的時間，克服了標準粒子群算法求解時間長的缺點。
　　(3)采用線性規(guī)劃優(yōu)選算法，對有向傳感器網(wǎng)絡進行確定性部署，對候選鄰居節(jié)點集合進行優(yōu)化求解，最終能夠在整個網(wǎng)絡目標覆蓋率和連通性滿足所需性能的前提下，降低整個網(wǎng)絡的部署成本。
　　(4)將有向傳感器網(wǎng)絡覆蓋控制算法應用