水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于自主水下航行器的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)今信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)被收集、匯聚、分析和利用，感知和互聯(lián)成為了現(xiàn)代信息化的重要主題。隨著信息化技術(shù)的高速進(jìn)步，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的外延形式和拓展應(yīng)用，水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Underwater Wireless Sensor Networks, UWSNs）在海洋勘探、水文監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)洋開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　拓?fù)鋬?yōu)化是水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重要課題，它主要分為覆蓋優(yōu)化

2、可連通優(yōu)化兩方面。搭載水下無(wú)線傳感器模塊的AUV（autonomous underwater vehicle，自主水下航行器）的存儲(chǔ)、處理能力強(qiáng)，能夠自主移動(dòng)，相比傳統(tǒng)靜態(tài) UWSNs節(jié)點(diǎn)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文提出了兩種基于 AUV移動(dòng)的拓?fù)鋬?yōu)化算法，分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化和連通優(yōu)化。
　　本文提出的基于 AUV移動(dòng)的覆蓋優(yōu)化算法中，首先將要覆蓋的區(qū)域網(wǎng)格化，然后以適當(dāng)?shù)牟呗员闅v各個(gè)小格，從而實(shí)現(xiàn)盲區(qū)的覆蓋修復(fù)

3、。該算法克服了水下環(huán)境復(fù)雜未知、覆蓋場(chǎng)景多樣化而難以可靠覆蓋的問(wèn)題，同時(shí)使得AUV路徑移動(dòng)消耗最小化。文中還對(duì)3D場(chǎng)景和多AUVs協(xié)同等情況進(jìn)行了分析和探討。仿真實(shí)驗(yàn)表明該算法在覆蓋盲區(qū)規(guī)則、不規(guī)則或不連續(xù)等場(chǎng)景下均有較好的表現(xiàn)。
　　另外，本文還提出了一種基于 AUV移動(dòng)的水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通優(yōu)化算法。首先，水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)之前的能耗情況，估算出自己因能量耗盡而失效的大致時(shí)間，在能量即將耗盡時(shí)，通過(guò)水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)