一种基于虚拟力的智能目标穿越WSNs区域算法.pdf

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1、132传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第ll期一种基于虚拟力的智能目标穿越WSNs区域算法黄建，朱敏，赵瑜，王舒(四川大学计算机学院。四川成都610064)摘要：提出一种基于虚拟力的智能目标穿越无线传感器随机布置区域的算法，算法将区域中的每只传感器看做一个场源，目标行进中受到场源产生的2个虚拟力，在虚拟力的作用下，目标能改变前进方向智能地朝终点行进。通过仿真实验看出：该算法具有可行性和高效性。关键词：无线传感器网络；智能目标；虚拟力；穿越中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)

2、11-0132-03Apath—findingalgorithmofintelligenttargettraversingWSNsregionbasedonvirtualforcesHUANGJian，ZHUMin，ZHAOYu，WANGShu(CollegeofComputerScience，SichuanUniversity，Chengdu610064，China)Abstract：Apath—findingalgorithmofintelligenttargettraversingwirelesssensornetworks(WSNs)regionbasedonvirtualfor

3、cesispresented．Manysensorsaredeployedrandomlyintheregionandeachsensoristakenasapowersourcethatcangeneratetwovirtualforcestothetargetwhentraversing．Undertheforces，thetargetchangesitsmovingdirectiontowardsdestinationintelligently．Thesimulationexperimentshowsthatthealgorithmisfeasibleandefficient．Ke

4、ywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；intelligenttarget；virtualforces；traversing0引言本文与前人研究的不同之处在于提出一种基于虚拟力的穿无线传感器网络(WSNs)通常被用来监控感兴趣的区越方法，将探测到的传感器节点虚拟为一个场源，目标在场域，比如：战场目标状况信息获取，环境监测，智能交通等。源内受到2个力：推力和扭曲力，在多个场源的虚拟力的共传感器节点以一定的采样频率收集信号，用收集的能量判同作用下，目标智能地朝终点行进。断目标的存在或活动状态，经过信息交互、协同融合、综合1智能目标穿越WSNs区域相关定义判断给

5、出更加可靠的结论。当目标没有智能时，自然无法1．1智能目标智能地尽量避开传感器网络的探测，降低被探测到的可能目标满足：1)能够发现布置的传感器节点(但是目标性；但如果目标具有智能，如战场上的敌人，那么，它可以通对区域的了解是局部的)；2)能够合理选择尽量降低自己过选择更好的路径来减少“曝光”的可能，譬如：它可能会被网络探测到的可能性的路径；则统称为智能目标。即智选择传感器节点稀少的区域来走等。因此，在传感器网络能目标具有足够的能力，能探知存在的传感器节点，在众多与目标之间存在一对对立的概念：监测与反监测，即感兴趣穿越整个区域达到终点的路径中选择一条最好的路径，以区域内WSNs对目标的跟踪

6、与目标智能穿越WSNs所在区减少自己被网络探测到的可能。譬如：智能目标可能是具域。有足够智能的机器人，或者是人操纵驾驶下的(军事)交通目前，对穿越问题的研究多是通过平面分割的方法解工具等。决的，较典型的就是利用voronoi图将监测区域依探测到当然，智能目标还可能会从事破坏性的活动来破坏网的传感器位置划分为若干个凸多边形。由于有研究指出，络，从而成功穿越网络。例如：破坏传感器节点，或者是破最近感知区域下的最小暴露路径恰恰落在voronoi边上，这坏节点与节点之间的通信等。本文不考虑这些情况，只考促使大量学者选择利用voronoi图寻找最佳逃逸路径j。虑智能目标对传感器网络不具有破坏性的情

7、况。收稿Et期：2010-03—17第ll期黄建，等：一种基于虚拟力的智能目标穿越WSNs区域算法l331．2最佳路径到虚拟场强位置与虚拟力，从而决定下一次前进。对于传定义“更优路径”如下：1)曝光度越低越好，这样在感器密集分布的区域，目标能将之虚拟化为一个更大的场穿越区域时被网络探测到的可能性也就越低；2)总路径长源，从而避免进入“雷区”。度越短越好，那么，目标穿越区域所用的时间也就越少，也可以降低“曝光”的可能性；3)如果不可避