论文部分内容阅读
无线传感网络由大量部署在监测区域内具有感知、数据处理、通信功能的微型传感器节点组成。无线传感网络在工业、农业、军事、医疗、环境保护等方面有着广泛的运用前景。覆盖控制作为无线传感网络服务质量Qos的一个基本问题,其目的是利用部署于监测区域内的传感器节点对周围环境进行感知获取,并利用无线的方式将所需要的数据反馈至数据中心。覆盖控制反应了传感器网络对监测区域的感知能力,对覆盖控制的研究是无线传感网络由理论走向实践的必经之路。根据节点部署方式和覆盖对象不同,本文对无线传感网络覆盖控制研究现状进行了分类阐述,并给出了相关分析。由于大量的覆盖控制研究均以静止传感器网络为背景来展开工作,然而随着新的应用场景的出现,现有的覆盖控制算法已不能很好的满足需求。针对此类情况,利用移动节点的移动优势能够更好的解决问题。本文致力于研究覆盖控制策略,通过移动节点的合理移动,使之能够更好的满足无线传感网络的监测任务,提高传感器网络覆盖性能。本文对已有的以入侵检测为目的的栅栏覆盖相关算法进行研究,并提出了一种基于RCCM移动模型的覆盖控制策略。在该移动模型中,所有移动节点以相同的线速度绕圆心(监测区域中心)做圆周运动,以检测可能的入侵者。接着,在同一场景下,为弥补RCCM移动模型的不足,本文提出了一种基于改进虚拟力算法的NNVFA节点移动算法,移动节点通过感知获得其邻居集合并找到离其最近的一个邻居节点,然后根据节点与其最近邻居之间的距离远近做相应的移动。仿真实验表明,基于RCCM移动模型的覆盖控制策略能够以较大概率发现入侵者,并得出了网络覆盖性能与节点数量、节点速度以及节点感知半径关系曲线图;而在NNVFA移动算法下,移动节点不需要一直保持运动状态,在迭代结果满足一定的覆盖条件下,节点即可保持静止。基于NNVFA的节点部署策略能以较大的概率发现入侵者并且减少入侵发现时间,提高网络整体覆盖性能。