异构无线传感器网络拓扑控制：融合构建与维护的算法

"该文提出了一种新的拓扑控制算法，适用于通信和能量异构的无线传感器网络，并考虑了能量补给的情况。该算法将拓扑构建和维护结合起来，以优化网络性能，减少通信开销，延长网络生命周期。拓扑构建阶段通过构建连通支配集来高效地建立网络连接，而拓扑维护则由sink节点根据时间、能量状态或故障情况采取局部或全局修复策略。实验表明，该算法能在节省时间和通信成本的同时，有效提高网络的生存时间。该研究得到了多项国家和省级科研基金的支持。" 在无线传感器网络中，拓扑控制是至关重要的一个环节，它涉及到如何有效地管理和配置网络节点间的连接，以达到节能、提高网络覆盖范围和通信效率的目标。传统的拓扑控制方法通常只关注拓扑构建或维护的单一方面，而本文提出的算法创新性地将两者结合，以适应更加复杂和实际的网络环境。 拓扑构建阶段，算法着重于建立一个连通支配集，这是无线传感器网络中常用的一种结构，旨在保证网络的连通性同时最小化节点间的通信开销。连通支配集中的每个节点都可以直接或间接地与其他所有节点通信，从而确保数据的有效传输。这种构建方式有利于降低整个网络的通信负担，尤其对于资源有限的无线传感器网络而言，可以显著提高能效。 拓扑维护阶段，考虑到网络中可能存在的节点能量耗尽、故障或通信中断等问题，sink节点会根据预设的规则（如定时、能量阈值或故障检测）执行维护策略。这可能是局部修复，仅影响到一部分节点，或者是全局修复，涉及整个网络的调整。这样的设计不仅能够及时发现和处理问题，还能进一步节省能量，延长网络的生存时间。 文章提到了能量补给的概念，这意味着网络中的某些节点可能具有额外的能量来源，例如太阳能充电或其他形式的能源补充。这种能量补给的考虑使得算法能够在网络节点能量不均衡的情况下仍能保持网络的稳定运行。 此外，该研究受到多个国家级和省级科研项目的资助，这反映了这一领域的研究具有高度的实际需求和技术挑战。通过理论分析和仿真验证，算法的性能得到了证实，显示出了在减少时间和通信开销的同时，显著提升了网络寿命的能力。 该文提出的拓扑控制算法为异构无线传感器网络提供了一种有效的解决方案，兼顾了拓扑构建和维护，尤其适用于存在能量补给的场景，有望在实际应用中实现更高效、更持久的网络运行。