k重覆蓋設(shè)置算法通過調(diào)度網(wǎng)絡(luò)覆蓋集輪流工作來延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命期。本文提出一種基于概率模型的k重覆蓋設(shè)置算法,在滿足覆蓋強度量化要求的條件下,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)生命期的最大化。算法以連通性為約束條件,以覆蓋強度和生命期為目標(biāo),利用網(wǎng)格法進(jìn)行覆蓋強度的建模判斷,基于遺傳算法實現(xiàn)了k個滿足覆蓋強度要求的覆蓋集求解。算法在不同的覆蓋強度指標(biāo)下求解了k值,通過實驗結(jié)果分析了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對網(wǎng)絡(luò)生命期以及覆蓋強度的影響。實驗結(jié)果表明生命期和覆蓋強度相互制約,算法為網(wǎng)絡(luò)的生命期和覆蓋強度的均衡實現(xiàn)提供了理論數(shù)值的參考依據(jù)。 

【文章來源】：傳感技術(shù)學(xué)報. 2020,33(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

網(wǎng)絡(luò)覆蓋判斷的網(wǎng)格法實例

將L×W的矩形目標(biāo)區(qū)域按照傳感器感知半徑Rs,容錯半徑Re,目標(biāo)區(qū)域長L,寬W,以及網(wǎng)格粒度D五個參數(shù)進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)格化,如圖2所示。圖2中,覆蓋區(qū)Ⅱ僅被一個傳感器覆蓋,覆蓋強度的計算使用式(2)即可求得,覆蓋區(qū)Ⅰ被多個傳感器節(jié)點覆蓋,此時目標(biāo)的感知能力通過式(3)進(jìn)行計算。

選取上述參數(shù),對節(jié)點數(shù)量N,節(jié)點的感知半徑Rs,容錯半徑Re,覆蓋強度門限值pth在不同取值情況下進(jìn)行了多次實驗。每一個實驗用例測試30次,測試結(jié)果取平均值。圖3給出了Rs=10,Re=5時,算法在滿足不同的覆蓋強度的情況下,覆蓋子集的數(shù)量k隨節(jié)點數(shù)N的變化情況。從圖3可以看出:同樣的覆蓋強度門限值時,k隨網(wǎng)絡(luò)節(jié)點N的增加而增加,這意味著隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)目的不斷增多,冗余節(jié)點增多,構(gòu)成更多的覆蓋子集,網(wǎng)絡(luò)的生命期增加;在同樣的節(jié)點數(shù)量下,當(dāng)pth≤0.7時,求解得到的k值穩(wěn)定不變且和布爾模型相同,因此圖3僅給出了pth≥0.5的情況;當(dāng)pth>0.7時,覆蓋集的數(shù)量隨pth的增加而降低,當(dāng)pth取值大于0.9時,覆蓋集的降速變緩,這主要是受限于節(jié)點的部署的隨機性,很難保證節(jié)點均勻等密度覆蓋。同時,pth=0.5時的k值相比于pth=0.95時的k值增加四倍以上,這表明網(wǎng)絡(luò)的有效性指標(biāo)生命期k可以通過犧牲網(wǎng)絡(luò)的可靠性質(zhì)保覆蓋概率密度pth來換取,通過降低網(wǎng)絡(luò)的覆蓋概率密度可延長網(wǎng)絡(luò)的生命期。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種有向網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)概率覆蓋增強算法[J]. 范興剛,張哲鋮,王晨浩,陶俊.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2019(03)
[2]一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概率覆蓋增強算法[J]. 范興剛,楊靜靜,王恒.  軟件學(xué)報. 2016(02)



本文編號：3499937