無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中覆蓋盲區(qū)發(fā)現(xiàn)與修復(fù)方法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是近年來快速發(fā)展的一門技術(shù)，它涵蓋微電子學(xué)，無線電通信和計算機技術(shù)等學(xué)科。它是由大量部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)微型傳感器節(jié)點通過自組織和無線通信所形成的網(wǎng)絡(luò)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使用壽命更長成本更低功能更強的傳感器節(jié)點被研發(fā)出來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域，比如現(xiàn)代物流，智能家居，城市交通等方面。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)向人類提供了更加便捷和智能的生活方式，在科研方面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也大顯身手，如宇宙探索。世界各國都十分重視無線傳感

2、器網(wǎng)絡(luò)的研究工作，我國也就無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)列入《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》作為國家未來發(fā)展的重點科研領(lǐng)域。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)科研的一個重點課題，它直接反應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的感知能力和采集數(shù)據(jù)的完整性，成為評價網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要評價指標(biāo)。在現(xiàn)實應(yīng)用中由于部分傳感器節(jié)點位置部署不合理，或者在網(wǎng)絡(luò)工作過程中部分節(jié)點遭受破壞或能量耗盡而失效，這些都可能產(chǎn)生覆蓋空洞造成覆蓋問題。當(dāng)覆蓋空洞產(chǎn)生后網(wǎng)絡(luò)采集到的檢測

3、數(shù)據(jù)不完整，不完整的數(shù)據(jù)將不能為指揮控制中心的決策提供有力支撐。因此應(yīng)該盡量避免產(chǎn)生覆蓋空洞，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生覆蓋空洞以后應(yīng)該立即啟用空洞檢測算法去尋找這些空洞并加以修復(fù)。本文的主要工作就是進(jìn)行覆蓋空洞的檢測和修復(fù)，具體講包括以下兩個方面:
　　空洞檢測。本文對現(xiàn)有廣泛使用的基于計算幾何的空洞檢測算法進(jìn)行介紹，找出算法中存在的缺陷，深入分析缺陷產(chǎn)生的原因。并對原算法進(jìn)行改進(jìn)，提出一種基于極坐標(biāo)的空洞探測算法。為了驗證改進(jìn)算法的可行性，對

4、改進(jìn)后的算法在模擬軟件MATLAB上進(jìn)行仿真實驗，并和改進(jìn)前的算法從檢測準(zhǔn)確度方面進(jìn)行對比。實驗表明，改進(jìn)后的算法在復(fù)雜度上和原算法相同但是準(zhǔn)確度卻大大提高。
　　空洞修復(fù)。為了保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的有效性，需要對網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋空洞進(jìn)行修復(fù)。本文提出了一種基于移動節(jié)點的空洞修復(fù)算法——“聯(lián)合補丁法”。傳統(tǒng)基于移動節(jié)點修復(fù)算法計算量大且對空洞邊界節(jié)點位置依賴較高，本文算法計算量較小對邊界節(jié)點依賴較小，移動節(jié)點利用率較高。特別是提出了