混合無線感測器網路的表面覆蓋洞修補問題研究

《混合無線感測器網路的表面覆蓋洞修補問題研究》是依託安徽工業大學，由衛琳娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：混合無線感測器網路的表面覆蓋洞修補問題研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：衛琳娜
• 依託單位：安徽工業大學

項目摘要

覆蓋洞的存在對無線感測器網路服務質量的保證造成危害，但現有二維無線感測器網路的覆蓋洞修補算法難以直接套用於三維模型，離現實套用有一定距離。本項目將研究三維的表面覆蓋模型上的無線感測器網路覆蓋，通過移動節點修補混合無線感測器網路中的覆蓋洞。研究內容包括表面覆蓋模型上的感測器覆蓋模型、移動感測器在混合網路中的分布密度、網路邊界節點識別和區分、覆蓋洞測量、覆蓋洞訊息擴散、以及移動感測器的移動規劃等科學問題。項目將評測現有三維空間的感測器覆蓋模型在曲面上的覆蓋效果，以建立感測器在曲面上的覆蓋模型，並結合曲面上的覆蓋洞出現機率計算移動感測器在混合無線感測器網路中的分布密度。通過曲面局部平面化技術識別網路邊界節點，並從中區分出覆蓋洞邊界節點，發現覆蓋洞。通過計算節點對之間在曲面上的測地距獲得覆蓋洞面積。通過解決三維空間點著色問題設計覆蓋洞訊息的傳送路由，並設計覆蓋洞訊息結構以指導移動感測器的移動。

結題摘要

隨著無線感測器網路技術的發展，各種套用對網路實現興趣區域的有效覆蓋的要求越來越高。因此，在實現三維表面覆蓋的無線感測器網路中發現覆蓋洞並實施修補的工作越來越重要。本項目的主要研究內容為：基於網路拓撲，研究節點隨機分布的網路中的邊界節點和內部節點區分算法，實現覆蓋洞發現。基於訊息轉發和節點匹配，研究修補請求訊息結構和轉發規則以及移動節點分配算法，實現覆蓋洞修補。本項目的研究結果為： （1）在假設節點坐標已知情況下，分析了將未知描述方程的三維曲面上單個感測器節點所在一跳鄰居範圍劃分的局部區域投影至二維平面時的網路原拓撲保留問題，設計了通過滑動視窗發現局部區域內是否存在環的算法以及對環是否圍繞節點進行確認的算法，實現了三維曲面上的邊界節點區分。 （2）在假設節點坐標未知情況下，以一個節點的一跳鄰居範圍劃分的局部區域內的網路拓撲為基礎，依靠節點之間的夾角、節點之間的間距、節點的度、節點對鄰居進行訪問的順序，設計了多種算法通過三角形發現和三角形內點測試實現了二維/三維無線感測器網路中的邊界節點區分。 （3）在假設節點坐標已知情況下，分析了移動感測器在曲面上進行連續運動的特點，設計了一種泛洪算法幫助移動節點在使用連續運動時發現移動路徑和計算能耗，分別設計了一種集中式和一種分散式算法對移動節點進行分派實現覆蓋洞修補；分析了移動感測器在曲面上進行跳躍運動的特點，設計了一種基於固定感測器密度的策略轉發覆蓋洞修補請求訊息，設計了一種基於移動節點著色的目的地選擇算法對移動節點進行分派實現覆蓋洞修補。