無線傳感器網(wǎng)絡中掃描覆蓋問題研究.pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Networks，WSNs）一直是熱門的研究領域之一，相關的技術發(fā)展迅速，已經廣泛應用于環(huán)境檢測、智能家居以及安全防護等領域中。在無線傳感器網(wǎng)絡中覆蓋問題是一類十分重要的問題。在某些監(jiān)測任務中，傳感器結點不需要對興趣點（Point Of Interest，POI）進行不間斷地監(jiān)測，只需要每隔一段時間進行一次數(shù)據(jù)采集便可滿足要求。這樣就可以利用少量的移動傳感器結點去覆蓋更多的目標，這

2、種覆蓋模式被稱為掃描覆蓋。
　　研究人員在無線傳感器網(wǎng)絡中的掃描覆蓋問題方面做了許多研究工作，但這些研究工作中，缺乏對收集數(shù)據(jù)后返回基站這個過程的研究。由于一些數(shù)據(jù)具有時效性，這些數(shù)據(jù)返回基站的時間是非常重要的約束條件，也是一個非常值得研究的問題。此外，無線傳感器結點通常都具有一定的通信范圍，只要在這個范圍內便可以進行數(shù)據(jù)的通信。但現(xiàn)有的研究工作通常都是假設只有當移動傳感器結點與監(jiān)測目標重合時才能進行數(shù)據(jù)傳輸，不符合實際情況。

3、r>　　本文針對現(xiàn)有研究工作的以上兩點不足，分別研究了帶返回時間約束的掃描覆蓋問題以及距離敏感掃描覆蓋問題。針對帶返回時間約束掃描覆蓋的研究工作，提出了帶返回時間約束的掃描覆蓋中最小化移動傳感器結點數(shù)目問題，并且分析了該問題的NP難度，并且提出了兩個啟發(fā)式的算法G-MSCR和MinD-Expand來解決這個問題。其中G-MSCR算法對返回時間控制得更為嚴格，而MinD-Expand算法側重于在滿足返回時間約束的條件下減少移動傳感器結點數(shù)

4、目。而在針對距離敏感掃描覆蓋的研究中，首先闡述了在掃描覆蓋問題中通信距離帶來的影響，然后分析了距離敏感的掃描覆蓋問題，最后提出了CircleExpand算法，該算法通過劃分區(qū)域并覆蓋這些區(qū)域來達到對POI的掃描覆蓋。
　　此外，本文實現(xiàn)了所提出的算法，并且在利用The ONE模擬器在模擬實驗中通過與現(xiàn)有的最新方法進行比較來評估這些算法。在帶返回時間約束的掃描覆蓋問題中，傳統(tǒng)掃描覆蓋算法所需的返回時間要多于返回時間約束，也就是說傳統(tǒng)