一种基于距离与能量的无线传感器网络局部覆盖拓扑控制算法

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无线传感器网络的应用领域十分广泛,受到了人们极大的关注。无线传感器网络是由成百上千集成有传感部件、微处理器和通信模块的微型传感器节点,通过自组织的方式形成网络,完成对环境的数据采集和监测任务。传感器节点能量有限,且难以补充。经分析知,节点的能耗主要集中于节点射频通信部分,当节点处于发送状态时功耗最高,处于休眠状态时功耗最低。因此让更多的节点处于休眠状态可大大减少网络的能耗。OGDC(Optimal Geographical Density Control)算法是一种基于最优分析,对网络中的节点进行合理配置,使其周期性的轮流休眠与工作的完全覆盖下的拓扑控制算法。但在实际应用中,完全覆盖有时并不是必需的,采用局部覆盖策略可进一步减少网络中工作节点数目、延长网络寿命。本文对无线传感器网络在局部覆盖情形下的拓扑控制策略进行了研究,主要分析了节点配置及网络连通性等问题。并对OGDC算法进行了扩充,提出了一种新的基于距离与能量的无线传感器网络局部覆盖拓扑控制算法,称为EOGDC(Expend Optimal Geographical Density Control)算法,该算法主要体现在:a.在工作节点选择过程中充分考虑了相邻工作节点间的位置关系与节点剩余能量这两个因素,使剩余能量较多、离最优位置较近的节点成为工作节点;b.能根据应用要求灵活配置节点,并重新考虑网络的连通性、容错性等;c.解决了局部覆盖算法特有的网络中工作节点与基站之间可能不连通的问题。由仿真结果可知,稍微调整网络的覆盖率,参与工作的节点数目和网络的寿命均有很大变化。从而证明了本算法的可行性和有效性。此外本算法还具有很好的均衡节点间能耗的功能。
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