韓春延

(江南大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院, 江蘇 無錫 214122)

邊緣節(jié)點(diǎn)的自適應(yīng)半徑調(diào)整算法

韓春延

(江南大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院, 江蘇 無錫 214122)

降低覆蓋冗余度是提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋度的一種措施．在DCAC(Dynamic adaptive coverage adjusting scheduling)的算法的基礎(chǔ)上,給出了邊緣節(jié)點(diǎn)和局部全約束狀態(tài)的定義,并且提出了邊緣節(jié)點(diǎn)的自適應(yīng)半徑調(diào)整的算法．與DCAC算法進(jìn)行比較其仿真結(jié)果表明,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋冗余度相對(duì)降低,提高了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋度,并且活躍節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)相對(duì)減少．

覆蓋冗余度; 邊緣節(jié)點(diǎn); 半徑調(diào)整; 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

0 引言

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)傳感器節(jié)點(diǎn)組成的多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)． 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在許多地方得到廣泛的應(yīng)用, 例如軍事、醫(yī)院監(jiān)控、工業(yè)生產(chǎn)中的安全監(jiān)控、自然環(huán)境的檢測(cè)等[1-4]． 根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)是否有移動(dòng)能力,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋可以分為靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋． 靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋又分為區(qū)域覆蓋、點(diǎn)覆蓋和柵欄覆蓋[5,6]． 區(qū)域覆蓋研究的是對(duì)目標(biāo)區(qū)域的檢測(cè)問題．Bai等人[7]研究了區(qū)域覆蓋,提出了計(jì)劃部署模型,漸近達(dá)到最優(yōu)覆蓋,但是需要精確部署節(jié)點(diǎn),因此應(yīng)用范圍相對(duì)有限; 點(diǎn)覆蓋研究的是對(duì)離散目標(biāo)點(diǎn)的覆蓋問題;柵欄覆蓋研究的是運(yùn)動(dòng)物體穿越部署區(qū)域被檢測(cè)到的概率問題,Kumar等人[8]提出了弱柵欄覆蓋的概念,并推導(dǎo)出了其存在和不存在的臨界條件, Liu等[9]提出強(qiáng)柵欄覆蓋與區(qū)域長(zhǎng)寬比的直接關(guān)系,即隨著長(zhǎng)寬比的增大,穿越路徑的存在可能性趨近為1．

為達(dá)到應(yīng)用要求,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋需要在保證服務(wù)質(zhì)量的條件下,使得對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的覆蓋范圍達(dá)到最大化．無線傳感器節(jié)點(diǎn)體積微小,靠能量十分有限的電池工作．由于傳感器分布區(qū)域較大,而且部署區(qū)域的環(huán)境復(fù)雜,有時(shí)人員無法到達(dá)更換電池．所以,很多的應(yīng)用為了保證網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量要求網(wǎng)絡(luò)的覆蓋度kgt;1．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在大片的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)通常密集部署,而且由于節(jié)點(diǎn)的數(shù)量較多,一般采用隨機(jī)播撒的方式．這樣就造成有的區(qū)域節(jié)點(diǎn)過多,出現(xiàn)覆蓋冗余的現(xiàn)象,而有的區(qū)域則由于節(jié)點(diǎn)過少造成覆蓋盲區(qū)．韓志杰等提出了一種基于區(qū)域覆蓋的自適應(yīng)傳感器半徑調(diào)整算法[10]．該算法通過節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)選擇最佳的覆蓋半徑,消除覆蓋盲區(qū),減少覆蓋冗余,從而減少節(jié)點(diǎn)能量虛耗,提高覆蓋效率．但是在k覆蓋傳感半徑調(diào)整算法中,如果監(jiān)測(cè)區(qū)域較大,節(jié)點(diǎn)較多,導(dǎo)致邊緣節(jié)點(diǎn)增加,由于邊緣節(jié)點(diǎn)大部分屬于非全約束狀態(tài),則根據(jù)算法可知節(jié)點(diǎn)的半徑增加到最大半徑,從而造成區(qū)域邊緣覆蓋冗余度增大,能耗增加． 因此本文針對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)提出了邊緣節(jié)點(diǎn)半徑調(diào)整算法,降低網(wǎng)絡(luò)的覆蓋冗余度．

1 網(wǎng)絡(luò)模型

1) 假設(shè)節(jié)點(diǎn)的感知模型為布爾模型[1]．在布爾模型中,節(jié)點(diǎn)P的感知半徑為R,對(duì)于檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的任一點(diǎn)s,節(jié)點(diǎn)P感知到點(diǎn)s處事件信息的概率可以用下列公式表示為:

(1)

其中,d(P,s)是節(jié)點(diǎn)P到區(qū)域內(nèi)點(diǎn)s的歐式距離．從(1)式中可以看出,當(dāng)監(jiān)控對(duì)象存在于節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域內(nèi)時(shí),節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到對(duì)象的概率則恒為1;當(dāng)監(jiān)控對(duì)象不存在于節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域內(nèi),則被監(jiān)測(cè)到的概率恒為0．

2) 假設(shè)節(jié)點(diǎn)是靜止的,可以通過裝置GPS確定自身的位置,并且節(jié)點(diǎn)可以通過自身的位置信息計(jì)算距自己最近的檢測(cè)邊界的距離．

3) 假設(shè)所有的傳感器節(jié)點(diǎn)同構(gòu),即具有相同的計(jì)算通信能力、初始能力和存儲(chǔ)能力．傳感器節(jié)點(diǎn)都有相同的最大傳感半徑Rmax,且傳感器半徑可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整.

4) 假設(shè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的邊界可以通過數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行描述.

2 算法相關(guān)定義和定理

處于監(jiān)測(cè)區(qū)域邊緣的節(jié)點(diǎn)具有共同的特點(diǎn)[10]．一是節(jié)點(diǎn)的感知范圍有一部分無法在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi);二是節(jié)點(diǎn)大部分處于非全約束狀態(tài);三是節(jié)點(diǎn)到監(jiān)測(cè)邊界的垂直距離絕對(duì)不會(huì)大于感知半徑．根據(jù)文獻(xiàn)[10]中邊緣節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)給出邊緣節(jié)點(diǎn)的定義．

定義1[10]在一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi),假設(shè)節(jié)點(diǎn)P的半徑為r,節(jié)點(diǎn)P到最近監(jiān)測(cè)區(qū)域邊界的垂直距離為d,若d≤r,則節(jié)點(diǎn)為P邊緣節(jié)點(diǎn),如圖1所示．

圖1 邊緣節(jié)點(diǎn)P的參考圖

圖2為邊緣節(jié)點(diǎn)的幾種位置圖．圖2a中節(jié)點(diǎn)P在監(jiān)測(cè)區(qū)域的感知范圍不能被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋,且節(jié)點(diǎn)在P監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的感知的圓弧上的點(diǎn)被鄰居節(jié)點(diǎn)全部覆蓋． 圖2b中節(jié)點(diǎn)在P監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的感知范圍不能被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋,且節(jié)點(diǎn)P在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的感知圓的圓弧上的點(diǎn)不能被鄰居節(jié)點(diǎn)全部覆蓋．圖2c中節(jié)點(diǎn)P在監(jiān)測(cè)區(qū)域的感知圓感知范圍內(nèi)的每一個(gè)點(diǎn)都能被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋．

圖2 邊緣節(jié)點(diǎn)P的位置圖

根據(jù)上述3種情況,基于文獻(xiàn)[10]中的約束圓弧和全約束狀態(tài)的定義對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)感知圓圓弧在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的約束性和邊緣節(jié)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)區(qū)域的約束狀態(tài)進(jìn)行定義．

定義2 邊緣節(jié)點(diǎn)的有效約束圓弧:若一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的感知圓部分的某段圓弧被其任何一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的感知圓覆蓋,則稱這段圓弧為有效約束圓弧．

定義3 邊緣節(jié)點(diǎn)的局部全約束狀態(tài): 一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的感知圓部分的圓弧全部為有效約束圓弧時(shí)的狀態(tài)為邊緣節(jié)點(diǎn)的局部全約束狀態(tài)．

基于文獻(xiàn)[10]中普通節(jié)點(diǎn)的對(duì)覆蓋盲區(qū)覆蓋的定理以及節(jié)點(diǎn)在覆蓋過程中為全約束狀態(tài)并不會(huì)產(chǎn)生新的盲區(qū)的定理的證明可得定理同樣適用于邊緣節(jié)點(diǎn)．定理可以如下表述．

定理1 設(shè)邊緣傳感器節(jié)點(diǎn)為P,傳感半徑為r,節(jié)點(diǎn)P的鄰居節(jié)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)邊界的覆蓋盲區(qū)的盲區(qū)頂點(diǎn)分別為A1,A2,…,An,若存在maxd(P,Ai)≤r,則必P覆蓋盲區(qū),其中d(P,Ai)是邊緣節(jié)點(diǎn)P和Ai的歐式距離,如圖3所示．

圖3 節(jié)點(diǎn)P在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的覆蓋盲區(qū)

定理2 設(shè)邊緣傳感器節(jié)點(diǎn)為P,傳感半徑為r,節(jié)點(diǎn)P的鄰居節(jié)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)邊界的覆蓋盲區(qū)的盲區(qū)頂點(diǎn)分別為A1,A2,…,An,節(jié)點(diǎn)P為局部全約束狀態(tài),將節(jié)點(diǎn)P的半徑從r調(diào)整到r′,且r′=maxd(P,Ai),i=1,2,…,n,則節(jié)點(diǎn)P在半徑調(diào)整過程中一直處于局部全約束狀態(tài)．

定理3 若在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)邊緣節(jié)點(diǎn)P的感知圓半徑由r調(diào)整到r′的過程為局部全約束變化過程,則邊緣節(jié)點(diǎn)P的傳感半徑由r調(diào)整為r′不會(huì)產(chǎn)生新的覆蓋盲區(qū)．

從上述3個(gè)定理得知,對(duì)于監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的邊緣節(jié)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的半徑調(diào)整為全約束變化,并且半徑調(diào)整后可以覆蓋在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的覆蓋盲區(qū),并且半徑調(diào)整的過程中不產(chǎn)生新的覆蓋盲區(qū)．本文的算法只是研究在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的覆蓋盲區(qū),在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的邊緣節(jié)點(diǎn)的感知圓部分,并不考慮監(jiān)測(cè)區(qū)域外的邊緣節(jié)點(diǎn)感知圓部分．

3 邊緣節(jié)點(diǎn)的半徑調(diào)整算法

3.1 算法分析

1) 確定邊緣節(jié)點(diǎn)．根據(jù)定義1中的要求,比較節(jié)點(diǎn)P的半徑r和節(jié)點(diǎn)到監(jiān)測(cè)邊界的垂直距離d,若d≤r,則節(jié)點(diǎn)P為邊緣節(jié)點(diǎn),否則,則不是邊緣節(jié)點(diǎn)．

2) 判斷邊緣節(jié)點(diǎn)感知圓在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)是否為局部全約束狀態(tài)．判斷在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的邊緣節(jié)點(diǎn)的感知圓圓弧能否被節(jié)點(diǎn)的μ鄰居覆蓋,若能覆蓋,則為局部全約束狀態(tài),否則不是．若邊緣節(jié)點(diǎn)不是局部全約束狀態(tài),則以最大能力覆蓋μ鄰居的覆蓋盲區(qū)區(qū)域．若邊緣節(jié)點(diǎn)是局部全約束狀態(tài),則求出節(jié)點(diǎn)P的所有鄰居節(jié)點(diǎn)的感知圓在該節(jié)點(diǎn)的感知圓內(nèi)彼此相交的交點(diǎn)以及在該節(jié)點(diǎn)感知圓內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)邊界的交點(diǎn),分別表示為A1,A2,…,An．

3) 若邊緣節(jié)點(diǎn)為局部全約束狀態(tài),但不存在A1,A2,…,An,則可知節(jié)點(diǎn)P的感知區(qū)域被其鄰居節(jié)點(diǎn)全部覆蓋,則將節(jié)點(diǎn)P的感知半徑調(diào)整為零．若存在A1,A2,…,An,則設(shè)其被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋的次數(shù)為β,并且保證達(dá)到k覆蓋．當(dāng)β≤k+1時(shí),Ai為盲區(qū)頂點(diǎn);否則為普通圓內(nèi)交點(diǎn)．

4) 若A1,A2,…,An中不存在盲區(qū)頂點(diǎn),說明邊緣節(jié)點(diǎn)P的鄰居節(jié)點(diǎn)能夠完全覆蓋該節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域,因此邊緣節(jié)點(diǎn)P的傳感半徑調(diào)整為零.

5) 若A1,A2,…,An中存在盲區(qū)頂點(diǎn),說明邊緣節(jié)點(diǎn)P在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)存在覆蓋盲區(qū)．根據(jù)定理1～定理3,則將邊緣節(jié)點(diǎn)P的半徑從r調(diào)整到r′,且r′=maxd(P,Ai),i=1,2,…,n,此過程為局部全約束變化,不會(huì)產(chǎn)生新的覆蓋盲區(qū)．

3.2 算法步驟

begin 對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)ni

begin 監(jiān)測(cè)區(qū)域的函數(shù)

if 節(jié)點(diǎn)到邊界的最短距離d≤r

則節(jié)點(diǎn)為邊緣節(jié)點(diǎn)

調(diào)用PtlnRegion函數(shù)判斷邊緣節(jié)點(diǎn)是否為局部全約束狀態(tài)

if 邊緣節(jié)點(diǎn)為局部全約束狀態(tài)

if 邊緣節(jié)點(diǎn)不存在覆蓋盲區(qū)

r調(diào)整為0

else if 邊緣節(jié)點(diǎn)的覆蓋盲區(qū)存在盲區(qū)定點(diǎn),r調(diào)整為0

else r調(diào)整為r′

else 邊緣節(jié)點(diǎn)為非局部全約束狀態(tài),r調(diào)整為rmax

end

end

end

end

end

end

4 仿真分析

為了驗(yàn)證邊緣節(jié)點(diǎn)加入算法后的性能,分別從覆蓋冗余度,活躍節(jié)點(diǎn),能力消耗進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn),并與自適應(yīng)半徑調(diào)整算法進(jìn)行了比較．

4.1 覆蓋冗余度的比較

覆蓋冗余度:監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)覆蓋面積之和與區(qū)域中所有節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍的并集的比值[1]．可以用下式表示．

(2)

其中,Si表示節(jié)點(diǎn)i的感知圓覆蓋面積．由覆蓋冗余度表達(dá)式可以看出,覆蓋冗余度越低,節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域重疊越小,節(jié)點(diǎn)的利用率越高．

在200m×200m的區(qū)域內(nèi),隨機(jī)撒入800個(gè)節(jié)點(diǎn),最大半徑為10m,分別用自適應(yīng)半徑調(diào)整算法、及在自適應(yīng)半徑調(diào)整算法后加入邊緣節(jié)點(diǎn)算法的進(jìn)行調(diào)度,并計(jì)算出各自分別在1次覆蓋,2次覆蓋和3次覆蓋時(shí)的覆蓋冗余度，并用表1表示. 仿真結(jié)果表明,加入邊緣節(jié)點(diǎn)算法后,監(jiān)測(cè)區(qū)域的覆蓋冗余度降低,說明加入邊緣節(jié)點(diǎn)算法后,監(jiān)測(cè)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)利用率提高．

表1 不同覆蓋次數(shù)下的覆蓋冗余度比較

4.2 活躍節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的比較

活躍節(jié)點(diǎn)是指監(jiān)測(cè)區(qū)域處于工作狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)．對(duì)于一定的監(jiān)測(cè)區(qū)域,在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求的前提下,活躍節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)越少,休眠的節(jié)點(diǎn)越多,節(jié)約的網(wǎng)絡(luò)能量更多,網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間越長(zhǎng)．在200m×200m的區(qū)域內(nèi),節(jié)點(diǎn)的最大感知半徑為20m,隨機(jī)部署的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)分別取(900,1000,1100,1200,1300,1400,1500)．仿真對(duì)不同的部署參數(shù)分別進(jìn)行了10次實(shí)驗(yàn),然后取其平均值作為最后的結(jié)果．在自適應(yīng)半徑調(diào)整算法,及在自適應(yīng)半徑算法結(jié)果后加入邊緣節(jié)點(diǎn)算法調(diào)度后的活躍節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)比較仿真結(jié)果如圖4所示．由圖4的活躍節(jié)點(diǎn)比較可知,自適應(yīng)半徑調(diào)整算法的結(jié)果后加入邊緣節(jié)點(diǎn)算法后的調(diào)度結(jié)果顯示活躍節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)減少,說明改進(jìn)后的算法調(diào)度后,網(wǎng)絡(luò)的性能更好．

4.3 能量消耗的比較

傳感器節(jié)點(diǎn)體積微小,只能攜帶能力有限的電池．由于傳感器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)多,而且部署區(qū)域的環(huán)境復(fù)雜,有些區(qū)域人員不能到達(dá),所以傳感器節(jié)點(diǎn)更換電池的方式來補(bǔ)充電源很難實(shí)現(xiàn)．如何減少傳感器節(jié)點(diǎn)的能力消耗是傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的重大挑戰(zhàn)．

傳感器半徑調(diào)整會(huì)消耗計(jì)算能量,發(fā)送和接受數(shù)據(jù)消耗能量．由于計(jì)算能量消耗較少,因此可以忽略不計(jì)．傳感器節(jié)點(diǎn)的感知模塊的能量消耗可以表示為E=ur2,u為消耗系數(shù),為常量．

覆蓋區(qū)域的平均能耗[11,12]為

(3)

其中Ei為節(jié)點(diǎn)i的感知能量消耗,Si為節(jié)點(diǎn)i的感知圓覆蓋面積,ri為節(jié)點(diǎn)i的感知半徑．

在150m×150m區(qū)域內(nèi)分別部署的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)(800,1000,1200,1400,1600,1800,2000)．節(jié)點(diǎn)的最大感知半徑為10m,在自適應(yīng)半徑調(diào)整算法,自適應(yīng)半徑調(diào)整算法結(jié)果再運(yùn)用邊緣節(jié)點(diǎn)算法調(diào)度后的覆蓋區(qū)域的平均能耗比較如圖5所示．

圖4 活躍節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的比較

圖5 平均能耗的對(duì)比

從圖5的結(jié)果中可以看出,加入邊緣節(jié)點(diǎn)算法后,覆蓋區(qū)域的平均能耗減少,延長(zhǎng)了節(jié)點(diǎn)的使用時(shí)間,從而延長(zhǎng)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間,提高了網(wǎng)絡(luò)性能．

5 總結(jié)

本文提出了邊緣節(jié)點(diǎn)的半徑調(diào)整算法,并將算法加入DACA算法的應(yīng)用中．該算法對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了研究,改變了邊緣節(jié)點(diǎn)在非全約束狀態(tài)下半徑調(diào)節(jié)到最大半徑的情況,讓邊緣節(jié)點(diǎn)針對(duì)自身的覆蓋盲區(qū)的情況進(jìn)行半徑調(diào)整,盡可能的降低網(wǎng)絡(luò)的覆蓋冗余度．為了驗(yàn)證DACA算法加入邊緣節(jié)點(diǎn)半徑調(diào)整算法后的性能,主要從覆蓋冗余度,活躍節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和平均能量消耗三個(gè)方面進(jìn)行了模擬仿真實(shí)驗(yàn)和分析．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,邊緣節(jié)點(diǎn)半徑調(diào)整算法和DACA算法結(jié)合后,調(diào)度后的結(jié)果表明,網(wǎng)絡(luò)的覆蓋冗余度降低,減少了活躍節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)和節(jié)點(diǎn)能耗,提高了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率,延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間,從而提高了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能．由于邊緣節(jié)點(diǎn)半徑調(diào)整算法需要知道監(jiān)測(cè)區(qū)域的數(shù)學(xué)表達(dá),因此只能應(yīng)用與一些較簡(jiǎn)單的監(jiān)測(cè)區(qū)域．

[1] 孫利民, 李建中, 陳渝. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2005.

[2] 馬祖長(zhǎng), 孫怡寧, 梅濤. 無線傳感器網(wǎng)L絡(luò)綜述[J]. 通信學(xué)報(bào), 2004, 25(4):114-124.

[3] 王汝傳, 孫麗娟, 黃海平,等. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 人民郵電出版社. 2011.

[4] David E C, Wei H, Wireless sensor networks[J]. Communications of ACM, 2004, 47(6): 30-33.

[5] Bonnet P, Gehrke J, Seshadri P. Querying the physical world[J]. IEEE Personal Communication, 2007, 7(5): 10-15.

[6] Akyildiz I F, Su W, Sankarasubramaniam Y. Wireless sensor Networks: a Survey[J]. Computer Networks,2002,38(4):393-422.

[7] Bai X L, Kumars, Xuan D, et al. Deploying wireless sensors to achieve both coverage and connectivity[M].//Proc of the 7th ACM International Symposium on Mobile Ad hoc Networking and Computing. New York: Association for Computing Machinery, 2006: 131-142.

[8] Kumars, Laith, Arora A. Barrier coverage with wireless sensors[M].//Proc of the 11th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking. New York: Association for Computing Machinery, 2005: 284-298.

[9] Liu B Y, Dousseo, Wang J. et al. Strong barrier coverage of wireless sensor networks[M].//Proc of the 9th ACM International Symposium on Mobile Ad hoc Netwoking and Computing. New York: Association for Computing Machinery, 2008: 411-420.

[10] 韓志杰, 吳志斌, 王汝傳, 等. 新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法[J]. 通信學(xué)報(bào), 2011, 32(10): 174-184.

[11] Woehrlem, Brockhoffd, Hohmt, et al. Investigating Coverage and Connectivety Trade Offs in Wireless Sensor Netwoks: the Benefits of MOEAS, TIK Report 294[R]. Zurich: Computer Engineering and Networks Lab, ETH Zurich, 2008.

[12] Hefeedam, Bagherim. Efficient K-Coverage Algorithms for Wireless Sensor Networks[D]. Vancouver: Simon Fraser University, 2006.

AdaptiveRadiusAdjustmentAlgorithmforEdgeNodes

HAN Chun-yan

(School of IoT Engineering, Jiangnan University, Wuxi Jiangsu 214122, China)

The lower coverage redundancy is a kind of measures to improve the wireless sensor network coverage. In this paper, the edge nodes and local full constraint condition are defined.At the same time, this paper put forward the edge nodes adaptive radius adjustment algorithm based on the algorithm of DACA(Dynamic adaptive coverage adjusting scheduling).Finally, the algorithm of DACA joins in the algorithm of this paper and then compared with the DACA algorithm.The simulation results show that coverage redundancy of the wireless sensor network relatively lower, the network coverage improved and the number of active nodes relatively less.

coverage redundancy; edge nodes; radius adjustment; wireless sensor network

2013-03-15

韓春延(1988-), 女, 山東聊城人, 碩士研究生, 研究方向?yàn)闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制．

TP393

A

1671-6876(2013)02-0129-06

[責(zé)任編輯蔣海龍]