水下传感器网络(Underwater Sensor Networks, UWSNs)是由部署在水下区域,具有声学通信能力的传感器节点构成的水下监控系统。作为无线传感器网络向水下应用的延伸,水下传感器网络可应用于海洋信息的收集、环境监测、地质灾害预防、水下资源勘探、水下军事监控等领域,已引起了各个国家和研究机构的关注。近年来,水下传感器网络的研究已涉及能量有效的通信协议、路由算法和定位跟踪等方面,但对于水下传感器节点布置的研究尚不多见。水下传感器节点布置与陆地传感器节点布置相比具有特殊性:水下环境复杂多变,监测目标动态性强,传感器节点可移动性好,因此水下节点如何根据环境和目标的变化自主调整位置,以达到最优的监测质量是急需解决的问题。本文围绕水下传感器节点布置问题,重点研究了海底和海洋传感器节点布置方法,并通过本文定义的水下节点布置性能评价指标,评价算法的有效性。本文研究的主要内容及创新之处在于:(1)定义了一种新的水下传感器网络节点布置性能评价指标。本文基于以上背景,研究了水下传感器节点布置问题,定义了一种新的水下节点布置性能评价指标“事件集覆盖效能”反映水下节点布置的有效性。(2)研究了海底节点布置方法。结合水下传感器节点布置和自组织图算法的特点以及吉布斯采样中概率选择的方式,提出了一种基于改进自组织图的海底节点布置算法,实现节点分布形状与事件分布形状、节点分布密度与事件分布密度的匹配。(3)研究了海洋节点布置方法。鱼类觅食与水下节点布置具有天然的相似性。受人工鱼群算法运行机制的启发,提出了一种鱼群启发的水下传感器节点布置算法,通过模拟鱼群行为,并结合拥挤度控制,使节点自主趋向并覆盖事件,同时实现节点分布密度与事件分布密度相匹配。