一种无线传感器网络感知覆盖空洞搜寻与修复方法

发布时间：2021-02-25 19:15

　　无线传感器网络部署在目标区域中用于感知和监测相关信息,由于网络能耗不均衡、环境干扰等影响,容易使某些节点提早失效,从而在网络中形成覆盖空洞。空洞的存在会严重影响无线传感器网络原本的功能和性能,因此提出一种无线传感器网络覆盖空洞的搜寻与修复方法以解决上述问题。首先利用相交节点的弦来构建和搜寻覆盖空洞,并将空洞修复问题转换为无向图求解最大团问题,从而实现以最少移动节点和最低重叠覆盖完成对空洞的修复。实验结果表明提出的方法能够高效地搜寻到覆盖空洞并完成修复,且算法的时间复杂度和能量效率都高于其他方法。 

【文章来源】：传感技术学报. 2020,33(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

覆盖空洞示意图

利用不同的空洞边界搜寻和修复方法得到的修复效果是不同的,本次实验验证四种方法在修复网络覆盖空洞时的性能,实验结果如图9所示。表示派遣可移动节点到覆盖空洞后,对网络的修复率。实验结果表明在空洞规模确定的情况下,随着派遣的可移动节点数量增加,四种方法对空洞的修复率都会提升,其中本文提出的修复方法在派遣相同数量的可移动节点时,空洞覆盖率最高,其次是文献[17]提出的空洞修复方法。当派遣的可移动节点数量为14个时,本文提出的修复方法使得空洞的覆盖率接近100%。

实验结果表明在空洞规模确定的情况下,随着派遣的可移动节点数量增加,四种方法对空洞的修复率都会提升,其中本文提出的修复方法在派遣相同数量的可移动节点时,空洞覆盖率最高,其次是文献[17]提出的空洞修复方法。当派遣的可移动节点数量为14个时,本文提出的修复方法使得空洞的覆盖率接近100%。四种方法的网络空洞平均修复时间如图10所示,其中修复时间最长的是文献[15]提出的方法,因为该方法能准确地确定空洞边界,导致空洞的规模比其他方法更大,需要派遣的可移动节点数量更多,因此其运算量最大,导致平均修复时间最长。本文提出的方法平均修复时间最短,因为利用空洞的邻居顶点无向图能够快速求取修复位置,这段时间远低于文献[16-17]提出的修复位置确定方法,因此修复空洞消耗的时间最短。

【参考文献】：
期刊论文
[1]WSN中一种流水式栅栏调度算法的研究[J]. 戴光麟,杨志凯,周贤年,陈立建,毛科技.  传感技术学报. 2019(04)
[2]一种低能耗的无线传感器网络强栅栏重建方法研究[J]. 陶建林,苗春雨,戴国勇.  传感技术学报. 2019(02)
[3]一种WSN栅栏间隙修复优化方法[J]. 赵小敏,方丁,毛科技.  传感技术学报. 2018(10)



本文编号：3051450