1、覆蓋和能量有效性問題始終是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)研究中的核心問題。網(wǎng)絡(luò)覆蓋率與網(wǎng)絡(luò)能耗是一對矛盾。為了保證足夠的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，工作節(jié)點的數(shù)目必須足夠大;為了節(jié)約能量，工作節(jié)點數(shù)目必須盡量小。因此，如何有效利用有限的能量保證監(jiān)測區(qū)域的覆蓋率是一個難題。
　　本文研究了基于能量效率的WSN覆蓋問題，介紹了WSN及其覆蓋問題的定義、分類及研究現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)外現(xiàn)有覆蓋算法的優(yōu)缺點。在此基

2、礎(chǔ)上針對同構(gòu)節(jié)點組成的WSN的覆蓋問題提出了一種多目標優(yōu)化算法實現(xiàn)節(jié)能覆蓋;針對異構(gòu)節(jié)點工作半徑（包括感知半徑和通信半徑）可變的特點提出了一種基于Voronoi圖的節(jié)點工作半徑控制方法，并結(jié)合多目標粒子群優(yōu)化(Multi-Objective Particle Swarm Optimization，MOPSO)算法和Voronoi圖法提出了一種DMOPSO-V算法，實現(xiàn)異構(gòu)節(jié)點組成的WSN的節(jié)能覆蓋。所做的主要工作為:
　　(1)研

3、究了同構(gòu)節(jié)點組成的WSN的節(jié)能覆蓋問題。針對常規(guī)二進制編碼規(guī)則對大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點狀態(tài)編碼時存在的不足，提出了一種改進的分組二進制編碼。采用一種多目標覆蓋模型對網(wǎng)絡(luò)進行節(jié)能覆蓋控制。提出了一種改進的離散多目標粒子群優(yōu)化(DMOPSO)算法對該多目標覆蓋問題進行了優(yōu)化求解。分析和驗證了參數(shù)對DMOPSO算法優(yōu)化效果的影響。仿真實驗表明，DMOPSO算法在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的同時能夠有效地降低節(jié)點使用率，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量。
　　(2)研究了異構(gòu)

4、節(jié)點組成的WSN的節(jié)能覆蓋問題。分析了網(wǎng)絡(luò)能耗的影響因素，結(jié)果顯示，網(wǎng)絡(luò)能耗主要與兩個因素有關(guān):節(jié)點工作半徑和工作節(jié)點數(shù)目。節(jié)點工作半徑越小，則單個節(jié)點的能耗越低;工作節(jié)點數(shù)目越少，則網(wǎng)絡(luò)總能耗越低。本文提出了一種基于Voronoi圖的節(jié)點工作半徑控制方法，為節(jié)點設(shè)定合適的工作半徑，使單個節(jié)點的能耗達到最低。分析了MOPSO算法和Voronoi圖法在研究WSN覆蓋問題時的優(yōu)點與不足，提出了一種MOPSO算法與Voronoi圖聯(lián)合控制算法