WSN中基于线性规划的多类别目标覆盖算法.pdf

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1、第40卷第3期计算机工程2014年3月Vb1．40NO．3ComputerEngineeringMarch2014·移动互联与通信技术·文章缩号：1000-3428(2014)03—0152—06文献标识码；A中圈分类号：TP393WSN中基于线性规划的多类别目标覆盖算法于广州(广东海洋大学网络与教育技术中心，广东湛江524025)摘要：多类别目标覆盖问题是目前无线传感器网络中的研究热点。针对现有目标覆盖算法在时间效率、网络生命周期等方面的不足，将多类别目标覆盖问题建模为基于线性规划的网络生命周期最大化问题，提出一种基于

2、分簇的目标覆盖算法。该算法依据节点的剩余能量和感应能力，在每个簇结构内求解最优覆盖集的基础上得到接近于最优解的全局覆盖集，进而调度节点相应的感应模块去覆盖其感知范围内同属性的目标。实验结果表明，该算法是有效的，在网络生命周期和时间效率等方面均优于CWGC方案，接近于线性规划最优值。关羹词：无线传感器网络；目标覆盖；线性规划；分簇；最优解；网络生命周期Multi--classTargetCoverageAlgorithmBased0nLinearProgramminginWirelessSensorNetworksYUGu

3、ang—zhou(NetworkandEducationalTechnologyCenter,GuangdongOceanUniversity,Zhanjiang524025，China)[Abstract]Themulti—classtargetcoverageproblemiscurrentlyresearchhotinWirelessSensorNetworks(WSN)．Aimingatthedisadvantageoftheexistingtargetcoveragealgorithms，themulti—cl

4、asstargetcoverageproblemismodeledasamaximizationlifetimeproblembasedontheLinearProgramming(LP)．Thispaperproposesatargetcoveragealgorithmbasedontheclustering．Accordingtotheresidualenergyandsensingcapabilityofnodes，theglobalcoveragesetisobtainedonthebasisofsolvingo

5、ptimalsolutionwithintheeachclusterstructure，whichisclosetotheoptimalsolution，moreover,thealgorithmdispatchesthecorrespondingsensingmoduletocoverthetargetofhavingthesameattributeswithinitssensingrange．Experimentalresultsshowthattheperformanceofthisalgorithmissuper

6、iortotheCWGCalgorithmsintermsofthelifetimeofnetworkandtimeeficiency,closetotheoptimalvalueofLE[KeywordslWirelessSensorNetworks(WSN)；targetcoverage；LinearProgramming(LP)；clustering；optimalsolution；lifetimeofnetworkDOI：10．3969／j．issn．1000—3428．2014．03．0311概述2相关工作无线

7、传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSN)综合目标覆盖问题一直是WSN中的一大研究热点。相继有了无线通信技术、传感器技术、嵌入式计算技术和分布式众多的学者提出了一系列方法用于无线传感网中目标覆盖信息处理技术，是目前国际上前沿热点的研究领域。其中，的方法，如文献[4】分析了目标覆盖中的连通性问题，首次提传感器网络的目标覆盖问题u是指保证目标覆盖质量的条出针对目标全覆盖与维护节点集连通性关系的连通临界条件下，如何调度传感器节点的状态，减少节点的能量消耗，件。并针对连通性条件无法满足的情况，提出了一个维

8、护最大化网络生存周期。在大规模无线传感器网络中，需要连通性的优化部署方案。最后的实验表明，该方案既能实被覆盖的目标经常是多样化、多类别的，如何有效地对这现对目标集的全覆盖，又维护了连通性；文献[5]提出一种些目标进行覆盖控制，并通过空间资源的优化分配来满足能量有效的优化覆盖算法。该算法将目标覆盖区域节点能用户的感知需