无线传感器网络覆盖漏洞修复算法研究

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无线传感器网络是由许多数字化、智能化的微型传感器节点构成,它是一类通过节点交替覆盖以自组织或“多跳”方式实现信息交互的网络,目前已被广泛应用于工业、农业、海洋渔业等多个领域,给人们的工作和生活带来了极大的便利。但是,由于传感器节点体积小、携带能量有限或是受到外部环境影响,造成其在某段时间内无法正常工作,从而在网络覆盖范围内形成一个网络盲区,导致数据无法传送,影响网络的通信性能。本文旨在通过合理部署移动传感器节点实现对网络盲区的最优化修复,提升网络整体性能。本文分析了传感器网络覆盖漏洞形成的原因,并在相关理论研究的基础上对已有的基于三角形逐个贴片修补算法进行了分析,为减小网络冗余度提高节点利用率,提出了一种基于三角形顶点凹凸性的覆盖漏洞修复算法,即TC-PATT算法。该算法先是将网络覆盖漏洞边缘传感器节点形成的不规则多边形进行三角形划分,然后利用几何相关知识对划分后的三角形顶点进行凹凸性判断,根据顶点凹凸性不同做出相应的处理步骤,以此查找某一个传感器节点出现的最佳位置,最后通过对所有三角形进行TC-PATT算法处理,合理部署传感器节点对网络覆盖空白区域进行有效的修补,扩大网络覆盖范围,提高通信可靠性。在MATLAB环境下对已有的三角形逐个贴片修补算法以及文中提出的基于三角形顶点凹凸性的覆盖漏洞修复算法TC-PATT进行模拟仿真,研究了不同覆盖漏洞面积下两种算法的修复效果。实验结果表明,本文提出的TC-PATT算法优于已有的三角形逐个贴片修补算法,可以用较少的移动节点实现对覆盖漏洞的有效修补,在一定程度上避免节点资源浪费,提高了传感器节点的利用率。
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