【正文】 氣成分進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確的推斷該星球是否存在生命的跡象，幫助人們加深對(duì)外太空的認(rèn)識(shí)，探索宇宙的奧秘。目前，幾乎所有美國(guó)的著名院校都有研究小組專門從事傳感器網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的研究工作。例如慘烈的登陸戰(zhàn)，可以事先提供敵方海灘的詳細(xì)地理特征信息，為指揮員更好的制定減少傷亡盡快占領(lǐng)灘頭提供情報(bào)依據(jù)。系統(tǒng)可利用大量的無(wú)線傳感器與車輛保持聯(lián)系，控制中心可以檢測(cè)每輛汽車的運(yùn)行情況，并可令每輛車保持高效率低能耗的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)車輛的潛在故障做出預(yù)警，甚至可提前告知事故搶救中心做好應(yīng)急準(zhǔn)備。 第五章：對(duì)本文做出簡(jiǎn)單總結(jié)，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究方向進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。拓?fù)淇刂频囊粋€(gè)重要作用就是在保證網(wǎng)絡(luò)連通性和覆蓋度的前提條件下，盡可能有效的使用能源，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，提高傳感器使用壽命。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋就目前世界范圍的研究看來(lái)，相當(dāng)一部分都是致力于解決傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署、監(jiān)測(cè)、覆蓋與連接的關(guān)系等方面的問(wèn)題，而這些所有問(wèn)題的核心基本都是與覆蓋問(wèn)題相關(guān)的。 ）和M個(gè)固定節(jié)點(diǎn)NiPN（ j=0，1， 2通常定義一個(gè)覆蓋閥值,這個(gè)閥值作為部署算法的參數(shù),被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的可靠監(jiān)測(cè)概率要求大于該值。一種判斷傳感器節(jié)點(diǎn)周邊覆蓋的算法,用于計(jì)算給定區(qū)域是否能被 個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)所K覆蓋。但是算法算出的邊界路徑每次都各不相同，可以通過(guò)多次計(jì)算的方法來(lái)保證被監(jiān)測(cè)區(qū)域被完全覆蓋(注：算法復(fù)雜度O用來(lái)產(chǎn)生Voronoi圖)。nX經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在外界條件一致的情況下，由于無(wú)線電信號(hào)具有散射特性，所以在由樹木的環(huán)境下接收節(jié)點(diǎn)的信號(hào)能量比開闊地區(qū)更強(qiáng)。而此時(shí)，冗余度覆蓋也是聯(lián)通的 [7]。1）基于網(wǎng)格的覆蓋基于網(wǎng)格的覆蓋是指預(yù)先確定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用二維網(wǎng)格劃分目標(biāo)區(qū)域，并選擇在合適的網(wǎng)格點(diǎn)配置傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)完成對(duì)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋。最好情況覆蓋問(wèn)題進(jìn)行了擴(kuò)展，即尋找耗能最低的最好覆蓋路徑和距離最短的最好覆蓋路徑。同時(shí)，在一些節(jié)點(diǎn)失效的情況下，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整其周圍節(jié)點(diǎn)的探測(cè)距離可保證網(wǎng)絡(luò)性能不受大的影響。節(jié)點(diǎn)通信范圍為節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行信息有效傳遞的物理空間。5)能耗問(wèn)題覆蓋中的節(jié)能,對(duì)于覆蓋問(wèn)題，通常采用節(jié)點(diǎn)集輪換機(jī)制來(lái)調(diào)度節(jié)點(diǎn)的活躍／休眠時(shí)間。然而它們卻有兩點(diǎn)共通性：1 ）感應(yīng)能力隨著距離的增加而削弱。(CI)定義：所有傳感器感應(yīng)強(qiáng)度 為區(qū)域 F 內(nèi),全部傳感器的感應(yīng)量在點(diǎn) P 的集合(,)AIp量。請(qǐng)注意，這里使用的是最接近傳感器感應(yīng)強(qiáng)度模型 。所以從點(diǎn) 到點(diǎn)的暴露量是lsipip 1sn1sillcci??? (2)可以清楚的在圖中發(fā)現(xiàn) 是一組恒定的給定值。(0,)在一個(gè)有限的區(qū)域內(nèi)討論最小暴露路徑的問(wèn)題。由引理 2 可知，從點(diǎn) 到 的最小暴露路徑，是以(0,0)為圓心到 的一段圓弧。讓 … … 形成一個(gè)多邊形區(qū)域， 是傳感器，線段 是凸多邊形內(nèi)切圓12vin s1iv?的正切線，切點(diǎn)在 ，如圖 33 所示定義曲線為：iu ???????(315)? 39。39。圖 42 傳感器在正方形一頂點(diǎn)時(shí)的最小暴露路徑實(shí)驗(yàn) 1：如圖42所示，傳感器位于點(diǎn) ，感應(yīng)區(qū)域?yàn)?的正方形，從起始點(diǎn) 到目(0,)s1*(0,1)p標(biāo)點(diǎn) 的最小暴露路徑為：以點(diǎn) 為圓心，1為半徑的四分之一圓弧。如圖44所示，傳感器 位于三角形 的內(nèi)切圓圓心，感應(yīng)區(qū)域?yàn)榈妊切?，sABCABC從頂點(diǎn) 到 邊上的一點(diǎn) 的最小暴露路徑由三部分組成： 點(diǎn)到 邊與內(nèi)(1,9)ABC(4,)q切圓的切點(diǎn) 的直線段， 到 邊與內(nèi)切圓的切點(diǎn)a的三分之一圓弧， 到終點(diǎn) 的cc a(4,)直線段。感應(yīng)區(qū)域仍然為正方形，起始點(diǎn)為 ，目標(biāo)點(diǎn)為 ，觀察節(jié)點(diǎn)穿越感應(yīng)區(qū)pq域時(shí)的最小路徑變化規(guī)律。當(dāng)節(jié)點(diǎn)從p出發(fā)時(shí)，首先受到離它較近的傳感器 的影響，路徑向遠(yuǎn)離1傳感器 的方向前進(jìn)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，傳感器 開始加入作用，而由于傳感器 和1s 3s 1s傳感器 的位置較為接近，可視做一個(gè)傳感器，這就使得路徑在近似兩個(gè)傳感器垂直平2分線的位置運(yùn)動(dòng)，最后由于對(duì)稱性，按如圖所示弧線向目標(biāo)點(diǎn)靠近。未來(lái)，傳感器網(wǎng)絡(luò)將向天、空、海、陸、地下一體化綜合傳感器網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，并最終成為現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的接口，深入到人們生活得各個(gè)層面，像互聯(lián)網(wǎng)一樣改變?nèi)藗兊纳罘绞?。參考文獻(xiàn)[1] 孫利民, 李建中. 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社.[2] 任豐原, 黃海寧, 林闖. 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J]. 軟件學(xué)報(bào), 2022,14(7): 12821291.[3] 馬祖長(zhǎng), 孫怡寧, 梅濤. 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述. 通信學(xué)報(bào), vol. 25, no. 4, 2022.[4] 楊少軍，史浩山，劉利章．無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分析與仿真[J] .計(jì)算機(jī)工程，2022，32（22）：116118.[5] 張波，黃劉生，徐宏力，吳俊敏．基于概率探測(cè)模型的傳感器節(jié)點(diǎn)配置研究[J] .計(jì)算機(jī)仿真，2022，24（06）：120—122.[6] 蔡俊，[J] .網(wǎng)絡(luò)通訊及安全，2022，01（12）：12—14.[7] 臧傳治，梁櫸，曾鵬，等．無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題中的臨界速度[J] .信息與控制，2022，35(2)： 256—260.[8] 毛鶯池，周曉峰，王志堅(jiān)，陳力軍．能量感知的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制協(xié)議[J] .微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)，2022，25（10）：27—29[9] 汪學(xué)清，楊永田．無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中連通問(wèn)題的研究[J]．計(jì)算機(jī)工程，2022，32(9)：3640.[10]ChiFu Huang and YuChee Coverage Problem in a Wireless Sensor Network [C]. In: ACM WSNA03, 2022.[11]Howard A,Matri MJ and Sukhatme G S. Mobile Sensor Network Depoyment Using Protenial Field:a distributed scalable solution to area coverage problem [C]. In:Proc. International Conference on Distributed Autonomous Robotic System,June 2022.[12]Adlakha S，Sribastava M．Critical density thresholds for coverage in wireless works．In ：Tachikawa K， the IEEE Wireless Communications and Networks(WCNC).New Orleans:IEEE Press,2022,1615—1620.致 謝作為在大學(xué)的最后一項(xiàng)工作：畢業(yè)設(shè)計(jì)在今天定稿完成了，心里如釋重負(fù)一般，做課題的這段日子如同在做一項(xiàng)復(fù)雜的工程，做完了雖然好像輕松了很多，但是又有點(diǎn)失落的感覺(jué)，即將離別校園踏入社會(huì)了，懷念在校園的一切。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及前一章的理論推導(dǎo)，可以推廣到具有廣泛代表的凸多邊形中，也是成立的。當(dāng)節(jié)點(diǎn)從起始點(diǎn) 出發(fā)時(shí)，由于離它較近的(1,)(,) p傳感器 的存在，路徑向遠(yuǎn)離傳感器 的方向前進(jìn)，造成路徑曲線的前半段有遠(yuǎn)離傳感器1s 1的趨勢(shì)。ab如此一來(lái)，驗(yàn)證了推論4：當(dāng)感應(yīng)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)凸多邊形，傳感器位于這個(gè)多邊形的內(nèi)切圓圓心，其最小暴露路徑則為推論4中的一條。s此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了引理1和推論2：當(dāng)兩點(diǎn)到傳感器等距離的時(shí)候，最小暴露路徑為以傳感器為圓心，經(jīng)過(guò)兩節(jié)點(diǎn)的圓弧。推論 5：從一個(gè)交點(diǎn)弧區(qū)域到另一個(gè)交點(diǎn)弧區(qū)域的最短距離，可以通過(guò)做切線得到，依舊按照推論 4 得到結(jié)果，求出最小距離。 是點(diǎn) 到點(diǎn) 的圓弧，*表示它們之間為串聯(lián)關(guān)系。yx yx?沿這條圓弧的暴露量是 （ 等分第一象限，所以其暴露量為引理 1 所得結(jié)論的一/4?半） ，與虛線從點(diǎn) 到 的暴露量相等。定理 3：讓傳感器 位于點(diǎn)(0,0)且在|x|≤1，|y|≤1 的正方形區(qū)域內(nèi)。這表示 。2E??下面可以來(lái)證明這個(gè)結(jié)論，證明如下：以點(diǎn) 為坐標(biāo)中心，傳感器 在該點(diǎn)與 軸相交，目標(biāo)在與 軸夾角 角的線段上 ，(0,)sXXi?可以得出： 110..2iin???????(310)?很顯然，路徑從點(diǎn) 到 的最小的暴露量將按順序和每條線只相交一次。minsp假設(shè)目標(biāo) 是在區(qū)域 內(nèi)，沿曲線（路徑） ，從點(diǎn) 移動(dòng)到點(diǎn) ?？紤]到以上這兩點(diǎn)，對(duì)于任意一個(gè)傳感器 ，它在任意一點(diǎn) 的感應(yīng)量，可以表示為sp下式： ??(,)(,)kSpds??(31)?其中 是點(diǎn) 到傳感器 的距離，常數(shù) 和 （一般取 1 或 2）是傳感器的技術(shù)(,)dsps參數(shù)。其關(guān)鍵在于盡量使每個(gè)集合中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量最少，以最大化節(jié)點(diǎn)集數(shù)目，延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)被激活的時(shí)間間隔，最大程度的延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。純連通是指不論網(wǎng)絡(luò)是否運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)中的任意兩節(jié)點(diǎn)間都能夠保持通信。覆蓋時(shí)間：在火災(zāi)、救援等緊急情況的應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)從節(jié)點(diǎn)的初始部署到所有節(jié)點(diǎn)都達(dá)到其最終位置時(shí)所需的時(shí)間是需要考慮的重要因素。同時(shí)考慮了時(shí)間因素和節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)的感知強(qiáng)度，因此，暴露穿越覆蓋比最差與最好情況覆蓋更加適于實(shí)際應(yīng)用 [8]?；诰W(wǎng)格的方法是目前研究覆蓋問(wèn)題的主要方法之一，根據(jù)網(wǎng)格形狀的不同大致可分為方形網(wǎng)格和菱形網(wǎng)格兩類。下表為它們的特點(diǎn)參考：表21 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題研究方法比較傳感器節(jié)點(diǎn)不可移動(dòng) 傳感器節(jié)點(diǎn)可移動(dòng)研究方法 確定性覆蓋 幾何方法 監(jiān)測(cè)能力 冗余特性 連通性 靜態(tài)覆蓋 動(dòng)態(tài)覆蓋算法最大平均覆蓋或最大最小覆蓋法平面集合覆蓋判決問(wèn)題最差情況/最好情況覆蓋密度控制算法通信距離大于兩倍監(jiān)測(cè)距離，覆蓋配置協(xié)議勢(shì)場(chǎng)的方法構(gòu)造全局占領(lǐng)映射圖應(yīng)用環(huán)境 環(huán)境監(jiān)測(cè) 盲區(qū)發(fā)現(xiàn)， 熱點(diǎn)監(jiān)測(cè) 目標(biāo)監(jiān)測(cè) 戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用， 熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)高效能的監(jiān)測(cè)和追蹤地面勘探，城市搜索和救急地面勘探，城市搜索和救急，戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)一步研究不規(guī)則區(qū)域監(jiān)測(cè)非單位圓覆蓋指數(shù)型監(jiān)測(cè)模型節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)能力可變，有效節(jié)點(diǎn)增減時(shí)，網(wǎng)絡(luò)部署的相應(yīng)變化自適應(yīng)覆蓋重配置算法收斂速度根據(jù)不同環(huán)境，進(jìn)行通信半徑的調(diào)整第 3 章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)感應(yīng)能力的分析 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署 所謂節(jié)點(diǎn)部署，就是在一定的區(qū)域內(nèi)，通過(guò)適當(dāng)?shù)牟呗圆贾脗鞲衅鞴?jié)點(diǎn)以滿足某種特定的需求。冗余性：對(duì)部分重要目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候，一般情況下為了保險(xiǎn)起見，會(huì)使用很多個(gè)傳感器對(duì)其同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣即使當(dāng)中某個(gè)或某幾個(gè)節(jié)點(diǎn)未能工作的時(shí)候，也能保證對(duì)目標(biāo)的監(jiān)測(cè)不會(huì)被中斷，這就是監(jiān)測(cè)的冗余性。在這種狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍則取決于正常工作的傳感器的監(jiān)測(cè)范圍。該算法可以應(yīng)用于定位、環(huán)境監(jiān)測(cè)等對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)能力要求較高的應(yīng)用環(huán)境，其生存能力較強(qiáng)。如格柵形狀的傳感器網(wǎng)絡(luò),傳感器節(jié)點(diǎn)位于格柵交叉點(diǎn)上,這是一種典型的均勻分布確定性網(wǎng)絡(luò),由于傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有對(duì)稱性和周期性,所以被監(jiān)測(cè)區(qū)域的覆蓋問(wèn)題就可以轉(zhuǎn)化為單個(gè)節(jié)點(diǎn)和相鄰節(jié)點(diǎn)間的覆蓋問(wèn)題，這樣就大大簡(jiǎn)化了計(jì)算。為此，必須確定關(guān)閉哪些傳感器節(jié)點(diǎn)及如何調(diào)度