无线传感器/执行器网络实时覆盖与连通性研究

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无线传感器/执行器网络(WSAN)是从无线传感器网络(WSN)衍生而来,与WSN只能被动监测环境不同,WSAN通过在监测区域中部署适量的执行器节点来收集传感器节点感知的事件信息,进而判断、分析并对监测区域中的事件做出处理。由于具有处理事件的能力,WSAN将更有应用前景,使得军界、工业界以及学术界高度关注。实时覆盖与连通性问题是无线传感器/执行器网络的两个基本问题,对无线传感器执行器网络实时覆盖与连通性问题的研究将具有积极的理论意义和广泛的应用价值。实时性是无线传感器/执行器网络的重要特征,详细研究了无线传感器/执行器网络中的实时覆盖问题和算法评价指标,论文提出了一种基于实时覆盖的执行器节点分布式部署算法,通过执行器节点的移动,使它能实时覆盖传感器节点,算法首先基于虚拟力的思想使执行器均匀扩散,接着利用vertex1-center规划进行局部优化。通过仿真验证算法在节点实时覆盖度以及移动距离有较好的效果,在达到实时覆盖的基础上减少节点能耗,更好的满足实际应用需求。执行器节点失效可能会造成执行器网络连通被破坏,而执行器节点之间需要一个连通网络使之能协作执行任务,因而需要恢复连通来使得无线传感器/执行器网络正常工作。论文提出一种基于连通支配集的分布式恢复连通算法,算法分析不同执行器节点失效对网络连通的影响,进而基于2-hop信息采用一种混合方式来检测网络连通支配集和关键节点,根据失效节点的邻居节点类型建立连通恢复机制,由恢复节点应用级联移动策略来恢复网络连通,从而平衡节点总移动距离和单个节点最大移动距离,通过对算法的分析和仿真实验,算法能够正确恢复网络连通,并能够平衡节点能耗,从而延长了网络寿命。
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