无线传感器网络覆盖技术

无线传感器网络覆盖技术谭慧婷 150400241. 覆盖技术理论基础 覆盖问题是无线传感器网络配置首先要面对的基本问题，它反映了一个无线传感器网络某区域被检测和跟踪的状况。现有的讨论结果，很多都是致力于解决传感器网络的部署和检测以及覆盖与连接的关系等方面的问题。 覆盖问题可以表述成不同的理论模型，甚至在平面几何里就能找到相应的解决方案。即使简单地只从数学上来考虑，在部署传感器节点的时候，我们必须知道怎样用相同的节点数覆盖尽可能大的区域。 为了对网络的覆盖问题先有一个初步的认识，这里我们提出一个几何问题-艺术馆问题来理解。 假设艺术馆的主人想在场馆内放置监视器来防止盗窃。假定相机可以有360 度的视角而且可以极大速度旋转，相机可以监视任何位置，视线不受影响。 关于实现这个想法存在两个问题需要回答：首先就是到底需要多少台相机；其次，这些相机应当放置在哪些地方才能保证馆内每个点至少被一台相机监视到。 一个简单的办法就是将多边形分成不重叠的三角形，每个三角形里面放置一个相机。通过这个方法，我们可以得到最佳分布应该如下图，放置两个相机相机足以覆盖整个艺术馆。我们可以知道无线传感器网络的覆盖问题在本职上和上面的几何问题是一致的：需要知道是否某个区域被充分覆盖以及完全处于监视之下。 但我们也必须认识到，几何讨论的结果为理解传感器覆盖问题提供了一个理论背景，但这样的求解办法是无法直接应用到无线传感器网络。因为：1. 监视器可以看到无穷远的地方只要没有障碍物阻挡，但是传感器节点存在最大感应范围；2. 无线传感器网路没有类似监视器之间固定的基础设施，其拓扑结构可能随时变化。2.覆盖的感知模型在讨论节点如何布置之前，需要先知道传感器节点的感知模型。目前主要是两种。a.布尔感知模型布尔感知模型是以一个节点为圆心，以感知距离为半径的圆形区域，只有落在该圆形区域内的点才能被该节点覆盖，这种模型也被称为 0-1 模型。其数学表达式为b.概率感知模型概率感知模型中，目标被感知的概率不再是常数，而是由目标到节点间距、节点物理特性等诸多因素决定的变量。在节点 i 不存在邻居节点的前提下，节点 i 对检测区域内目标 j 的感知概率有以下三种定义形式：其中为节点 i 到目标 j 之间的欧式距离，α 和 β 是和传感器物理特性有关的类型参数。从以上的 3 种形式可以看出，任一点的覆盖概率是介于 0 和 1 之间的数。假如节点 i 存在 N ...