【摘 要】
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强栅栏覆盖问题作为无线传感器网络中一个重要的研究方向,主要目的是对感兴趣区域内发生的事件进行有效监控。目前针对构建强栅栏覆盖的研究大多在二维平面上进行,这是一种理想化场景,不适用于更加复杂的三维真实应用场景。此外,由于传感器节点能量有限,强栅栏覆盖网络在一定时间后中会出现栅栏间隙,导致监控目标事件信息不准确。因此,本文针对三维强栅栏覆盖的构建和三维强栅栏覆盖间隙修复等方面的问题做更深一步的探讨,主
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强栅栏覆盖问题作为无线传感器网络中一个重要的研究方向,主要目的是对感兴趣区域内发生的事件进行有效监控。目前针对构建强栅栏覆盖的研究大多在二维平面上进行,这是一种理想化场景,不适用于更加复杂的三维真实应用场景。此外,由于传感器节点能量有限,强栅栏覆盖网络在一定时间后中会出现栅栏间隙,导致监控目标事件信息不准确。因此,本文针对三维强栅栏覆盖的构建和三维强栅栏覆盖间隙修复等方面的问题做更深一步的探讨,主要内容如下:（1）针对三维中强栅栏覆盖部署问题,提出一种基于改进蚁群算法的三维强栅栏覆盖部署方法。利用降维思想实现三维表面离散化,进行网格划分;引入空间权重和选择方向角两启发因子来改进基本蚁群算法,并限制蚂蚁的移动能力防止算法陷入局部最优;最后移动节点至虚拟位置以构建强栅栏覆盖。仿真实验验证该方法能够有效减少节点使用数量,并降低节点使用能耗。（2）针对三维中强栅栏间隙修复问题,提出一种适用于三维的分布式强栅栏覆盖间隙修复方法。结合改进蚁群算法寻找修复链;通过移动节点与修复链之间的关系模型选择最优栅栏间隙修复位置;此外,考虑目标事件的入侵路线问题,设置栅栏间隙修复的优先级模型,对强栅栏间隙进行修复。仿真实验验证该方法能够实现有效减少节点移动距离、降低节点使用能耗。（3）针对强栅栏间隙修复时移动节点耗时问题,提出一种三维分簇式强栅栏覆盖间隙修复方法。构建分簇式强栅栏覆盖模型,借鉴三重积分求质量的思想将三维表面的栅栏间隙问题转化成二维平面上移动节点需求拓扑图;结合节点概率感知模型对强栅栏间隙进行分析,选择最优修复路径;最后利用匈牙利算法对可移动节点进行调度。仿真实验验证该方法能够有效减少节点使用数量,减少节点移动距离。
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