無線傳感器網(wǎng)絡中覆蓋空洞的檢測.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量的、微小的傳感器節(jié)點而構成，這些傳感器節(jié)點是隨機部署在監(jiān)控區(qū)域中，通過自組織和無線通信的方式組成的分布式網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡是隨著傳感器技術、無線通信、微電子機械系統(tǒng)的發(fā)展與相互融合而產(chǎn)生的。無線傳感器網(wǎng)絡也成為了近年來學術界的研究熱點。無線傳感器網(wǎng)絡越來越多地被應用于各個領域，其中包括森林防火、智能建筑設施、目標監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、智能交通運輸?shù)阮I域。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡中的覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡的一個基

2、本問題，它反映的是無線傳感器網(wǎng)絡的感知能力和對目標區(qū)域的監(jiān)測監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的效果。無線傳感器網(wǎng)絡的傳感器節(jié)點覆蓋度是衡量無線傳感器網(wǎng)絡服務質(zhì)量的一個重要評價標準。為了使得目標區(qū)域及其相關數(shù)據(jù)能夠順利地被無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)測和采集，那么就需要保證網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點可以有效地覆蓋被監(jiān)測的目標區(qū)域。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋空洞的檢測是無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋問題的一個研究熱點。由于傳感器節(jié)點的隨機部署未能夠完全地覆蓋監(jiān)測區(qū)域，或者傳感器節(jié)點

3、的故障、能量耗盡等原因都可能導致節(jié)點失效，進而造成傳感器節(jié)點不能完全覆蓋監(jiān)測區(qū)域，這些未被傳感器節(jié)點覆蓋的監(jiān)控區(qū)域是覆蓋空洞。無線傳感器網(wǎng)絡中覆蓋空洞會造成監(jiān)測數(shù)據(jù)的不完整，從而可能會對最后的決策產(chǎn)生影響。因此應當盡量避免在目標區(qū)域中產(chǎn)生這樣的覆蓋空洞，即使當無線傳感器網(wǎng)絡中出現(xiàn)覆蓋空洞時，也應當立即檢測和尋找，以保持無線傳感器網(wǎng)絡的感知和通信等服務質(zhì)量。
　　 針對無線傳感器網(wǎng)絡中覆蓋空洞的檢測，雖然目前國內(nèi)外學者已經(jīng)提出了一

4、些無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋空洞的檢測算法，但是這些算法都存在一些不足，因此本文提出了一種改進的基于幾何圖形的分布式覆蓋空洞檢測算法，并且從理論上證明了該算法能夠有效地檢測無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋空洞。算法的基本思想是以任意一個傳感器節(jié)點和它的兩個鄰居節(jié)點構成三角形，計算三角形的外接圓半徑和外接圓圓心，根據(jù)幾何圖形學的相關理論判斷節(jié)點附近是否存在覆蓋空洞。為了驗證本文算法的有效性和檢測準確率，對本文的算法在模擬軟件MATLAB上進行了實際的實驗仿真