1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量密集部署在目標(biāo)區(qū)域的自治節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一種自組織網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。它綜合了無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的可以推動(dòng)信息領(lǐng)域進(jìn)入嶄新發(fā)展階段的新興技術(shù)，在軍事偵察、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理、反恐防災(zāi)、智能家居等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由一組具有一定移動(dòng)性的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的，是集數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸于一體的分布式網(wǎng)絡(luò)。覆蓋問(wèn)題是影響其工作效果的一個(gè)重

2、要因素。在網(wǎng)絡(luò)初始分布時(shí)，由于通常節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)較多，采用人工的方法進(jìn)行逐一放置顯然不現(xiàn)實(shí)，取而代之的是常用的隨機(jī)布撒的方式。但是，這樣很難保證覆蓋結(jié)果具有足夠的均勻性，也就影響著網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。因此，節(jié)點(diǎn)需要依據(jù)所設(shè)計(jì)的移動(dòng)覆蓋算法進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)整。
　　 良好的移動(dòng)覆蓋算法應(yīng)該使各移動(dòng)節(jié)點(diǎn)依據(jù)且只依據(jù)周圍臨近節(jié)點(diǎn)的分布情況動(dòng)態(tài)地調(diào)整自身位置，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋趨向均勻:同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)某些節(jié)點(diǎn)失效時(shí)能夠較快地響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?b

3、r>　　 本文的目的是研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作覆蓋問(wèn)題，設(shè)計(jì)與驗(yàn)證有效的解決方法。
　　 本文基于圖論與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)，針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式協(xié)作與多跳通信特點(diǎn)，提出了一種動(dòng)態(tài)模型。該模型用Delaunay三角剖分和Voronoi圖描述相鄰節(jié)點(diǎn)的幾何關(guān)系。模型中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的行為只與其一跳相鄰節(jié)點(diǎn)和其所處環(huán)境有關(guān)。該模型為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各種任務(wù)的完成提供了一個(gè)解決方案，例如網(wǎng)絡(luò)的自組織覆蓋，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)查詢路由，相鄰節(jié)點(diǎn)的信息共享

4、。
　　 為解決無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接與覆蓋問(wèn)題，本文提出了兩種自組織算法。第一種是改進(jìn)的虛擬力算法，它將虛擬力與粒子群相結(jié)合，先用改進(jìn)型粒子群算法對(duì)這兩個(gè)系數(shù)尋優(yōu)。然后利用尋優(yōu)結(jié)果計(jì)算出虛擬力并部署節(jié)點(diǎn)。仿真表明在引力與斥力共同作用下，傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠兼顧網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署的快速性與最終的覆蓋率。第二種方法是基于生物競(jìng)爭(zhēng)的自組織覆蓋算法，該方法受自然界生物間爭(zhēng)奪資源的啟示，將靜態(tài)傳感器定義為“強(qiáng)勢(shì)個(gè)體”，將可移動(dòng)傳感器定義為“弱勢(shì)個(gè)體”，

5、將每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的有效覆蓋面積定義為該節(jié)點(diǎn)所獲取的“自然資源”。仿真證明，生物競(jìng)爭(zhēng)法能夠很好的布置兼有動(dòng)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。
　　 為了驗(yàn)證自組織方法的有效性，本文提出幾種直觀量化的自組織評(píng)價(jià)方案。利用Delaunay三角剖分評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)實(shí)體和他們的關(guān)系以及結(jié)點(diǎn)之間的信息傳遞和融合；利用Voronoi圖進(jìn)行評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)覆蓋的區(qū)域；同時(shí)，對(duì)整個(gè)自組織過(guò)程，引用自組織度的概念對(duì)其分布效果進(jìn)行定量分析。
　　 針對(duì)虛擬力自組織法中節(jié)點(diǎn)運(yùn)

6、動(dòng)軌跡抖動(dòng)、耗能大的問(wèn)題，我們結(jié)合生物神經(jīng)分流模型，提出了一種基于分流模型自組織路徑平滑控制策略。由于分流模型的輸出是穩(wěn)定、光滑且有界的，故將分流模型與虛擬力控制相結(jié)合，有效地平滑了傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織過(guò)程中節(jié)點(diǎn)的軌跡。
　　 本文還提出了同步和異步兩種編隊(duì)策略，仿真結(jié)果表明，異步法都能有效的使網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)移動(dòng)，順利的到達(dá)新的目標(biāo)覆蓋區(qū)域；同步法能夠完好的保持網(wǎng)絡(luò)原有的結(jié)構(gòu)，極大的減少節(jié)點(diǎn)間相互定位的損耗，有效的保持了相互通信，有極好的