移动传感器网分簇机制与网络覆盖研究

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移动传感器网络是由小微型、低功耗传感器节点组成的,能够感知和处理被监测范围的数据信息,通过节点的无线通信功能上传采集到的数据信息。其网络中的传感节点都具有移动性,能够更好的实现网络的均衡覆盖,拓展无线传感器网络的应用范围,但节点的移动性也给网络的分簇及覆盖控制提出了许多的挑战。本文以降低网络能耗、延长网络生命周期、消除网络覆盖空洞为目标,致力于移动传感器网络分簇机制以及网络覆盖控制的研究,主要做了以下几个方面的工作。  (1)为克服LEACH-M协议数据包发送易丢失、节点移动能耗大、网络生命周期短等问题,提出改进的LEACH-M-G协议。LEACH-M-G协议考虑了节点和簇首移动性的因素,通过求加权值的方式进行簇首的选取,加入动态时隙分配机制,避免了节点移动出簇和加入新簇需要繁琐的重新分配时隙,从而达到节约能耗、延长网络生命周期的目的。仿真结果验证了LEACH-M-G协议的有效性。  (2)针对以往网络覆盖算法的不足,采用空气分子模型方法,进行网络覆盖控制。提出一种类似空气分子理论的算法,通过计算节点间的“合力”,构建节点在空间曲面上的合力网,找到网络中存在的空洞目标区域,使移动节点移动到相应的平衡点位置去修复覆盖漏洞,对存在的覆盖漏洞进行有效的覆盖,最大化网络的覆盖率。  (3)为验证所提出的网络覆盖算法的有效性和可行性,运用 MATLAB仿真工具,进行了移动传感网节点的二维平面和三维曲面覆盖控制技术进行仿真。仿真结果表明:通过斥力和引力共同作用对节点的位置进行调整,从而使传感器网络的覆盖面积达到最大化,在增大覆盖面积和消除区域内盲区方面,本文所提出的方法优于VFA算法。
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