1、隨著傳感器技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)、微電子機械系統(tǒng)和信號處理技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡逐漸成為研究熱點。無線傳感器網(wǎng)絡由許多帶有有限能量的節(jié)點組成，被隨機部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)。節(jié)點一般具有數(shù)據(jù)采集、處理、無線通信和自動組網(wǎng)的能力，節(jié)點之間互相協(xié)作完成復雜的監(jiān)測任務。探測到的數(shù)據(jù)通過多跳中繼方式發(fā)送到匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點具有更大的處理能力，能夠進一步處理信息或有更大的發(fā)送范圍，可以將信息送往遠程中心進行集中處理，使遠程用戶能夠獲得信息。無線傳感器網(wǎng)

2、絡這些特點使它特別適合部署在惡劣環(huán)境和人不宜到達場所。 覆蓋是無線傳感器網(wǎng)絡研究的關(guān)鍵問題，直接影響傳感器網(wǎng)絡的服務質(zhì)量和使用性能。按照監(jiān)測對象的不同，覆蓋分為區(qū)域覆蓋、目標覆蓋和障礙覆蓋。本文主要針對無線傳感器網(wǎng)絡能量高效的目標覆蓋問題進入了深入的討論研究。 首先，介紹了傳感器0-1感知模型和概率感知模型，提出了一種在高密度的傳感器網(wǎng)絡中達到要求的網(wǎng)絡覆蓋率的情況下，通過實時改變每個傳感器節(jié)點的感知閾值去節(jié)省傳感器節(jié)點

3、的能量消耗的方法。論文基于概率感知模型分別提出了貪婪、改進模擬退火和彈性網(wǎng)絡算法的傳感器網(wǎng)絡概率覆蓋算法，根據(jù)要求的覆蓋概率，經(jīng)過運算得到每個傳感器節(jié)點的感知閾值調(diào)整調(diào)度表。通過仿真試驗，對比了三種算法的性能和效率。仿真結(jié)果表明，貪婪算法求得的解最差，改進模擬退火的解最好，彈性網(wǎng)絡的解略遜于改進模擬退火，但其執(zhí)行速度最快，適合在處理能力不高的傳感器節(jié)點中執(zhí)行。 其次，介紹了和連通覆蓋相關(guān)的基本概念，定義了連接的最大生存時間的目標

4、覆蓋問題(CMLSC)和連接的最大生存時間的單目標覆蓋問題(CMLSTSC)。針對這兩個問題首先提出了一個基于貪婪的啟發(fā)集中式算法--GCH算法，算法通過在當前傳感器集合中搜尋關(guān)鍵傳感器節(jié)點建立一個目標覆蓋集合，并且使用DFS或者BFS建立和匯聚節(jié)點的連通。然后又提出分布式啟發(fā)算法--DCH，算法分兩步實現(xiàn)了網(wǎng)絡的連通覆蓋：首先通過和鄰居節(jié)點交換覆蓋信息去決定自身的工作狀態(tài)，然后通過包含目標和匯聚節(jié)點的最小生成樹去激活轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，從而形成

5、和匯聚節(jié)點連通的覆蓋集合。最后，通過仿真實驗表明，這兩種算法都能完成目標的連通覆蓋，且DCH算法比GCH算法更有效的延長了網(wǎng)絡的生存時間。 考慮到一般的定位方案不適用于低成本、低功耗要求的傳感器網(wǎng)絡的定位，但是解決覆蓋問題的很多算法都基于一個所有的傳感器節(jié)點都精確的知道自身的位置的假設。提出了一個匯聚節(jié)點輔助的定位算法。吸取了DV-Hop和RSSI算法的優(yōu)點，能量高效并且有一定精度的完成節(jié)點位置信息的獲取。通過使用得到的位置信息

6、，實現(xiàn)了一個對移動目標的覆蓋監(jiān)測協(xié)議。仿真的結(jié)果表明，此覆蓋協(xié)議能可靠的覆蓋移動的目標，獲取目標的位置，并且有效的延長網(wǎng)絡的生存時間，對于沒有定位手段而又需要監(jiān)測移動目標的網(wǎng)絡具有一定的實際意義。 最后，針對當前覆蓋算法都需要精確的目標位置信息這一在現(xiàn)實網(wǎng)絡應用中很難實現(xiàn)的問題，提出了一個分布式、位置無關(guān)的傳感器網(wǎng)絡節(jié)點覆蓋調(diào)度算法。論文證明了采用隨機部署的傳感器網(wǎng)絡是一個泊松點過程，分析了網(wǎng)絡覆蓋強度和節(jié)點部署密度之間的關(guān)系。