科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
水下无线传感器网络作为一种探索和开发海洋的新方法,在人类不易接触的水下区域的探测和监测中发挥着重要作用。水下无线传感器网络已广泛用于海洋信息收集,地质灾害预防,资源勘探和军事监测等许多领域,是无线传感器网络领域研究的热点之一。在水下空间中传感器节点如何自主调整位置实现对目标事件的覆盖和监视是一个重要课题,它为网络拓扑、目标监测、数据路由等应用领域提供支持,是决定水下无线传感器网络服务质量和工作效能的关键,因此对水下传感器节点布置的研究具有重要的意义。本文主要研究内容和创新之处如下:(1)提出了一种基于水平集的围猎式水下传感器节点布置。在该方法中,网关节点将通信范围内的传感器节点组织起来以形成区域计算单元,根据传感器节点的位置信息和可能感知到的兴趣域的浓度信息建立由能量函数驱动的计算模型,模拟水平集的动态演化机制以获得兴趣域的边缘信息。传感器节点根据其位置和兴趣域的边缘信息来计算自己的运动参数,并自动完成向兴趣域边缘的迁移;大量传感器节点的迁移可逐步演化成对兴趣域的围猎式覆盖。(2)建立了结构相似度和网络能耗均衡度两个性能评价指标,以评估该文方法在实现兴趣域驱动的水下节点布置的综合性能。结构相似性可以反映传感器节点对兴趣域的围猎能力,网络能耗平衡用于评估每个传感器节点的能耗平衡。仿真实验结果表明,基于水平集的围猎式水下传感器节点布置方法在不同节点规模、节点密度和兴趣域形状情况下均可实现对兴趣域边缘围猎式地覆盖,从而达到对兴趣域的有效跟踪和监视。本文工作有助于提高现有水下传感器网络节点布置方向的理论水平和功能,具有一定的参考价值。
- 单位
