三维曲面多移动节点的传感器网络部署算法

发布时间：2021-03-03 18:34

　　目前大多数传感器网络部署研究主要集中在二维平面和三维全空间区域,然而,许多现实世界的应用领域是一个复杂的三维空间曲面,现有的覆盖方法不能取得较好的结果。本文研究三维空间曲面传感器网络部署方法,提出一种三维曲面多移动节点的传感器网络部署算法,采用静态节点和动态节点组成的混合传感器网络,由静态节点估算覆盖空洞的位置和面积,再通过移动节点对覆盖空洞进行依次修复。仿真结果表明,该算法的最终网络覆盖率达到了99%,比3DGA算法提高了6个百分点,比Delaunay算法提高了8. 5个百分点,同时降低了网络整体能耗。 

【文章来源】：计算机与现代化. 2020,(11)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

节点到外心的距离小于等于Rs

1)三角形3个顶点的覆盖区域两两不相交，且3个顶点到外心的距离L都大于节点感知半径Rs，此时三角形内存在覆盖空洞，如图2所示。图中阴影部分显示的不规则多边形即为覆盖空洞，利用三角形面的面积减去节点覆盖产生的三个扇形面积，即可得到覆盖空洞面积Shole。由于三角形3个顶点的坐标假设已知，三角形的3个内角θ1、θ2和θ3可由公式(2)计算:

2)三角形中2个节点的覆盖区域相交，第3个节点与之不相交，且3个顶点到外心的距离L都大于节点感知半径Rs，此时三角形内存在覆盖空洞，如图3所示。若想获取覆盖空洞的面积Shole，需要先计算2个相交节点覆盖区域的重叠面积，重叠面积的一半可由扇形面积SS1T1T3减去三角形面积SΔS1T1T3来获得，根据几何公式可计算出三角形SΔS1T1T3的面积如下:

【参考文献】：
期刊论文
[1]邻近信息约束下的随机异构无线传感器网络节点调度算法[J]. 秦宁宁,金磊,许健,徐帆,杨乐.  电子与信息学报. 2019(10)
[2]一种优化无线传感网络的覆盖算法[J]. 许道强,吴波,龚贺,范照健,陈志国.  中国电子科学研究院学报. 2019(08)
[3]基于遗传算法的水下传感器网络节点部署算法研究[J]. 金合丽,刘半藤,陈唯,凌家顺.  传感技术学报. 2019(07)
[4]基于联合节点行为策略的WSN覆盖控制算法[J]. 姬晓辉,孙泽宇,阎奔,李传锋.  计算机工程与应用. 2019(16)
[5]基于改进正弦余弦算法的无线传感器节点部署优化[J]. 何庆,徐钦帅,魏康园.  计算机应用. 2019(07)
[6]基于非合作博弈的无线传感器网络覆盖控制算法[J]. 刘浩然,赵赫瑶,邓玉静,王星淇,尹荣荣.  通信学报. 2019(01)
[7]改进虚拟力的有向传感器网络覆盖优化算法[J]. 蒋一波,梅佳东,汪念华,盛尚浩.  小型微型计算机系统. 2018(03)
[8]A Sensor Redeployment Algorithm Based on Virtual Forces for Underwater Sensor Networks[J]. JIANG Peng,WANG Xingmin,LIU Jun.  Chinese Journal of Electronics. 2018(02)
[9]无线传感器网络应用综述[J]. 任志玲,张广全,林冬,张钟保,赵星.  传感器与微系统. 2018(03)
[10]基于Voronoi的无线传感器网络栅栏覆盖策略[J]. 党小超,马如仓,郝占军.  计算机工程与应用. 2018(02)

博士论文
[1]无线传感器网络中容错连通和覆盖优化问题研究[D]. 王槐元.南京理工大学 2017



本文编号：3061734