一种有向传感器网络栅栏覆盖增强算法

K-栅栏覆盖是有向传感器网络覆盖控制的研究热点之一。提出一种基于邻居节点运动的有向强栅栏构建算法(NSDBC)。在形成栅栏的节点集合中,按照从左到右的节点顺序,依次确定每一个节点的目标位置,前一个节点确定后一个邻居节点的目标位置,后一个节点的选取仅与前一个节点有关。后一个节点从前一个节点附近节点中选择能耗最少的节点运动到目标位置,从而构建有向强栅栏。仿真结果证明了该栅栏构建方法能够用较低能耗和较少节点构建有向栅栏。本文的研究对提升无线传感器网络的性能具有重要的理论与实际意义。

一种基于邻居节点运动的分布式有向栅栏构建算法

K-栅栏覆盖是有向传感器网络的研究热点之一.目前为止,很少从移动和转动能耗相结合考虑有向栅栏构建.提出一种基于邻居节点运动的分布式有向强栅栏构建方法(distributed directional strong barrier construction based on neighbor actuation,DBCNA).在形成栅栏的节点集合中,若在前一个感知区域内部存在节点,横坐标最大的节点就是节点的目标位置.如果感知区域内部没有节点,则令前一个节点正右方向一个半径距离处作为下一节点的目标位置.有向节点的目标感知方向由移动到该位置的移动节点的初始感知方向决定.若初始感知方向0≤β≤α/2或2π-α/2≤β≤2π,目标感知方向就是节点的初始感知方向;若α/2≤β≤π,目标感知方向为β=α/2;若π<β<2π-α/2,目标感知方向为β=2π-α/2.仿真结果证明了该栅栏构建方法比其他方法节省40%的节点,平均能耗降低了40%~50%,具有重要的理论与实际意义.

基于节点近似圆的有向强栅栏构建算法

栅栏覆盖是有向传感器网络(DSN)覆盖控制的研究热点之一。为了在感知角度大于π时高效地构建栅栏,文中设计了有向节点的近似圆模型,提出了集中式栅栏构建HapC算法和分布式栅栏构建INSDBC算法。HapC算法把网络分成节点近似圆相连的子群,利用匈牙利算法选择最优节点连通这些子群,形成栅栏。为了进一步减少节点的数量,对基本栅栏的每个子群进行精简。INSDBC算法根据节点近似圆之间的几何关系,使每个节点具有最大的栅栏贡献,从左到右依次选择能耗最小的节点分布式构建栅栏。结果证明,这两种方法结合能够用较低能耗和较少节点构建有向强栅栏,对提升有向传感器网络的覆盖性能具有一定的理论与实际意义。

一种基于有向感知区域调整的强栅栏构建算法

K-栅栏覆盖是有向传感器网络的研究热点之一。传统栅栏构建算法消需要耗大量节点能量,降低了网络寿命。文中创新性地利用有向节点感知区域的可调特性,不消耗节点能量,可高效构建栅栏。首先,创建有向可调感知模型,揭示感知区域的调整规律,使相距较远的两个节点不靠移动形成连续感知区域。接着,提出一种基于感知区域可调特性的有向强栅栏构建方法,优化调整感知区域,分布式选择最优节点,构建有向强栅栏。仿真结果证明,相比依赖于节点运动的传统栅栏构建算法,所提栅栏构建方法能够用更少的资源构建栅栏,有效延长网络寿命,具有重要的理论与实际意义。

一种基于目标圆的有向强栅栏构建算法

K-栅栏覆盖是有向传感器网络覆盖控制的研究热点之一。提出一种基于目标圆的分布式有向强栅栏构建方法(DBCTC)。首次构建了节点目标圆和能耗比2个模型。以节点感知区域内横坐标最大的点为圆心,以感知半径为半径的圆就是目标圆。节点的运动能耗和栅栏增益的比值就是能耗比。前一个节点根据目标圆模型选择后一个节点的最佳目标位置。从附近移动节点中选择能耗比最少的移动节点构建有向强栅栏。仿真结果证明,该栅栏构建方法比其他算法降低60%左右的能耗。

一种高效的有向栅栏修补算法

栅栏覆盖是有向传感器网络覆盖控制的研究热点之一,但有向栅栏空洞问题仍是一个研究空白。分析栅栏空洞的几何性质,根据栅栏空洞的虚拟圆和外接圆,创建转动修补区域模型(RRR);提出一种基于转动修补区域的栅栏修补方法(EBarR),利用转动修补区域,确定移动节点修补目标位置和目标感知方向,分布式选择能耗最小节点修补栅栏空洞,延长网络寿命。仿真结果证明,EBarR修补算法可以节能高效地修补有向栅栏空洞。本文的研究对提升无线传感器网络的性能具有重要的理论与实际意义。