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《異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化算法.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第36卷第3期電子與信息學(xué)報Vol_36NO．32014年3月JournalofElectronics&InformationTechnologyMar．2014異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化算法杜曉玉孫力娟②郭劍④韓崇①(南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院南京2100031(南京郵電大學(xué)江蘇省無線傳感網(wǎng)高技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南京210003)摘要：針對異構(gòu)傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在初始隨機(jī)部署時產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)的問題，受簡單隨機(jī)抽樣理論和最優(yōu)化算法的啟發(fā)，該文提出一種適用于感知半徑異構(gòu)的無線傳感網(wǎng)覆蓋優(yōu)化算法。該算法以提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和節(jié)點(diǎn)移動距離最小為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)采樣直線與平面感知圓的交
2、點(diǎn)坐標(biāo)之間的關(guān)系，建立了二次優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)平面中的多條采樣直線段達(dá)到最優(yōu)覆蓋時，該文算法可以使平面的覆蓋得到優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)證明，該算法能夠有效提高異構(gòu)網(wǎng)的覆蓋率。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；異構(gòu)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)覆蓋；最優(yōu)化算法中圖分類號：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009—5896(2014)03—0696—07DOI：10．3724／SP．J．1146．2013．00730CoverageOptimizationAlgorithmforHeter0gene0usWSNsDuXiao—yu①SunLi-juan①②GuoJian①HanChong①(Colleg
3、eofComputer,NanjingUniversityPostsandTelecommunications，ing210003，China)(JiangsuHighTechnologyResearchKeyLaboratory如rWirelessSensorNetworks，NanjingUniversityofPostsandTelecommunications，Nanjin9210003，China)Abstract：Fortheproblemofcoverageblindareageneratedbyrandomlydeployingthehete
4、rogeneousnodesintheinitialstage，andinspiredbysimplerandomsamplinginprobabilitytheoryandoptimizationalgorithm，acoverageoptimizationalgorithmforheterogeneoussensingradiusinWirelessSensorNetworks(WSNs)isproposed．Tominimizethesensornodes’movingdistanceandimprovethecoveragerate，aquadrat
5、icprogrammingmathematicmodelisestablishedaccordingtotherelationshipbetweencoordinatesoftheintersectionsthatbetweenthesensingcirclesandthesamplinglinesegments．Meanwhile，thecoverageofplanewillbeoptimizedwhenmorelinesegmentsgetoptimizingcoverage．Simulationresultsshowthatthealgorithmim
6、provesthecoveragerateofhomogeneousnetworkseffectively．Keywords：WirelessSensorNetworks(WSNs)；Homogeneousnetworks；Networkcoverage；Optimizationalgorithm1引言覆蓋問題在多機(jī)器人系統(tǒng)以及計(jì)算幾何等領(lǐng)域已進(jìn)行了廣泛的研究。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題與隨著無線傳感網(wǎng)技術(shù)和微電子制造的發(fā)展，由計(jì)算幾何中著名的藝術(shù)館走廊的監(jiān)控問題和圓周覆大量具有感知能力，計(jì)算能力和通信能力的微型傳蓋問題密切相關(guān)【。藝術(shù)館走廊的監(jiān)控問題是考慮使感
7、器節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用到軍事領(lǐng)域用最少數(shù)量的攝像機(jī)，使得藝術(shù)館走廊內(nèi)任何角落或民用領(lǐng)域，比如環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)控制、戰(zhàn)場監(jiān)視、都能至少被一臺攝像機(jī)監(jiān)視。2維平面上的藝術(shù)館高危環(huán)境的探測、生物醫(yī)學(xué)、智能家居及健康監(jiān)測走廊監(jiān)控問題的解決方法是用互不交疊的多個三角等【7】。網(wǎng)絡(luò)覆蓋是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本問題之形模擬畫廊，在每個三角形的任意一個頂點(diǎn)上安裝一，它反映了傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對指定的監(jiān)控區(qū)域監(jiān)一臺攝像機(jī)就可以解決此問題，但3維空間中此問控程度，在很大程度上影響了網(wǎng)絡(luò)的成本以及網(wǎng)絡(luò)題是一個NP完全問題[]。監(jiān)測區(qū)域的邊界覆蓋研究在各種具體應(yīng)用中的性能。是柵欄
8、覆蓋研究的一個特例，文獻(xiàn)f1】研究了圓形區(qū)域邊界的節(jié)
