无线传感器网络部分覆盖和数据收集算法

摘要

在无线传感器网络中,随机部署传感器节点导致节点的监测区域相互重叠,产生大量的监测冗余.针对部分覆盖目标场景即可满足监测需求的应用,如何激活尽可能少的节点以满足部分覆盖要求并保证网络连通性,是研究的难点.本文将目标场景划分为多个区域,在区域内依据最大独立集选择感知节点,然后跨区域建立树结构实现数据收集.首先采用网格模型计算节点监测面积和监测冗余,据此计算最大独立集,再按照节点的监测冗余与监测贡献面积来增删少量节点以达到监测要求,最终通过激活较少的感知节点实现部分覆盖.进而建立各区域感知节点到sink节点的数据收集树结构,对于不能加入树中的区域通过激活辅助传输节点来实现连通.除感知节点和辅助传输节点以外,其他节点进入休眠状态,从而节省能量,延长网络生命期.仿真结果表明,相较其他方法,本文提出的方法能够激活较少的节点来满足部分覆盖要求,降低能量消耗.