优化部署与调度:无线传感器网络的智能覆盖与节能算法

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本篇论文深入探讨了物联网-智慧传输领域中的关键问题——无线传感器网络(WSN)的覆盖部署及调度算法。作者陈杰,作为南京航空航天大学计算机科学与技术专业的硕士研究生,在导师杜庆伟的指导下,针对传感器网络的部署和节点调度提出了创新性的解决方案。 首先,论文关注于传感器节点的部署优化,针对初始随机部署可能导致的覆盖不均问题。作者设计了能量高效的异构传感器网络节点部署算法EX-VFA,该算法结合概率感知模型,采用静态与动态部署策略。静态部署确保高能量节点集中在关键区域提供强大覆盖,而动态部署则由低能量节点负责其他区域,通过“接替移动法”降低节点平均移动距离,有效平衡能量消耗。实验结果显示,EX-VFA算法在提升应用需求的覆盖效果的同时,显著延长了网络的使用寿命。 接着,论文的核心贡献是提出了能量有效的区域K重覆盖节点调度算法EK-CNSA。该算法旨在在保持高覆盖质量的同时,减少活跃节点数量,节约能源并均衡网络负载。算法由三个子算法构成:区域K重覆盖判定、节点合格性判定和节点调度。区域K重覆盖判定算法改进了计算方法,而节点合格性判定算法设计了分布式和集中式的判断方法,以适应不同的应用场景。调度算法考虑了节点优先级和能量因素,避免了多节点同时睡眠导致的盲区问题,克服了现有算法的“时间规避机制”的局限。仿真结果证实了EK-CNSA算法不仅能满足覆盖质量标准,还能优化网络资源使用,提高整体效率。 这篇论文对物联网-智慧传输中的无线传感器网络部署和节点调度提供了实用且高效的方法,对于优化WSN的性能、提高能源利用率以及增强网络的稳定性和可靠性具有重要的理论和实践价值。