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无线传感器网络在军民用领域有着广阔的应用前景,是目前学术界研究的热点之一。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作完成实时监测、传感和采集目标对象的信息,并对其进行处理,从而传送给需要信息的用户。
在无线传感器网络中由于传感器节点的分布通常具有随机性和密集性,监测区域会出现覆盖盲区或者多重覆盖。同时,传感器节点之间信息的通信也是评价网络性能的主要指标之一。因此,无线传感器网络的覆盖部署策略与连通方式是无线传感器网络中基本且必须解决的问题。它们直接关系到传感器网络节点能量、无线网络通信带宽、网络计算处理能力等受限资源的优化分配。同时对无线传感器网络感知、监视、传感、通信等各种服务质量目标的改善具有重要作用。
本文推导出了在无线传感器网络最优覆盖模型下,所使用的最少节点个数的计算公式。对于遗传算法中的适应度函数公式做了改进,将覆盖度和多重覆盖度的组合作为适应度函数。根据遗传算法的相关内容和流程图,利用遗传算法对覆盖策略做了仿真模拟,并证明了所选用的方法的正确性和优越性。根据遗传算法所得到的节点分布图,采用分簇的方法,通过寻找可作为簇首的最优节点实现了节点间连通。最后,对于国内研究甚少的三维覆盖算法做了一定的介绍。