无线传感器网络覆盖新算法研究

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1、第29卷第3期2011年6月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIoNUNIVERSITYOFCHINAV01．29No．3June20ll无线传感器网络覆盖新算法研究李国，王冬冬，赵根森(中国民航大学计算机科学与技术学院，天津300300)摘要：目前无线传感器网络对时间空间连续分布的物理量进行监测时存在着节点分布不舍理。覆盖效率低．网络计算量大等问题。采用流体力学中数值分析的动态嵌套网格技术，设计了一种新的基于动态嵌套网格技术的无线传感器网络覆盖算法。最后对该算法进行仿真实验，结果表明该算法在相同监测精度时所得到的覆盖效率、

2、覆盖均匀性、能效指标等比传统的覆盖算法有所优化。关键词：网络覆盖；算法；连续分布；动态；仿真中图分类号：TP31l文献标识码：A文章编号：1674-5590(2011)03-0056—05ResearchofNewAlgorithmforWSNCoverageLIGuo，WANGDong-dong，ZHA0Gen-sen(CollegeofComputerScienceandTechnology，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：inpractice，manyphysicalparametersareconti

3、nuousduringoneperiodoftime，andwhenmonitoringtheseparametersthetraditionalWSNalgorithmsexistmanydisadvantagessuchastheirrationalitydistributionof．thenodes，lowcoverageefficiency，thelargecomputationandSOon．Thispaperputsforwardanewalgorithmthroughreferenceofdynamicnestedgridtech

4、nologyusedinhydrodynamic．Finally，thisalgorithmissimulatedandtheresultsshowthatthecoverageefficiency，coverageuniformityandtheenergyefficiencyareallimprovedwhenthemonitorprecisionisthes锄e．Keywords：networkcoverage；algorithm；continuousdistribution；dynamic；simulation网络覆盖是无线传感器网络研

5、究中的基本问题，是指通过网络中传感器节点的空间位置分布实现对被监测区域或目标对象物理信息的感知，从根本上反映了网络对物理世界的感知能力。网络中节点的感知能力有限，往往需要多节点的合作才能完成对物理世界的信息采集。节点的感知模型和节点空间位置分布是网络覆盖的基本元素，直接影响着网络的感知质量。与单个节点的感知模型是传感器感知函数的服务质量的量度相对应，网络覆盖问题可以认为是基于传感器节点空间位置分布的网络服务质量的集成量度。目前，无线传感器网络覆盖算法主要有虚拟力算法、多重目标覆盖优化、协同目标覆盖优化、静态网格嵌套算法11I，侧重于网络拓扑的自

6、身节点布置，未考虑检测数据的特点，在算法运行中产生冗余数据，检测精度微小的提高却需要大量的网络运算资源；因此，是一些耗时、耗能的低效算法。嵌套网格技术【2l在时间空间连续分布数值测定、确定数值分布模型方面有着广泛应用。文献【l】中给出了静态的网格嵌套算法，却不能支持没有先验参考精度阈值的监测环境，总结这些算法的优缺点提出一种自适应精度需求变化的无线传感器网络动态嵌套网格覆盖算法DNGCA(Dv—namicNestedGridCoverageAlgorithm)，同时满足监测精度需求和提高覆盖性能。1嵌套网格技术嵌套网格技术即针对被监测的物理参数

7、梯度变化不均匀的特点，依据嵌套网格的思想部署传感器节点，即参数变化较剧烈的区域唤醒较多的节点工作，而在参数变化较为平缓的区域让较少的节点工作，这样在满足应用需求的基础上降低能量的消耗。初始步长和精细网格步长的确定依赖于计算者收稿日期：2010-06—20；修回日期：2010-10-26作者简介：李国(1966一)，男，河南新乡人，副教授，博士，研究方向为嵌入式系统开发和数字可视化．第29卷第3期李国，王冬冬，赵根森：无线传感器网络覆盖新算法研究一57一的经验和对流场分布的了解。在复杂流场的计算中，嵌套网格的实现一般分为3个部分：1)大、小区域的

8、确定：确定粗网格的计算区域，尽量保证对小区域的边界作用影响很小，小区域的选择要完整地描述关注的内容，并且尽量降低计算量和计算难度。2)嵌套网格的划分：