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伴随着E+E传感器制造工艺的进步以及无线通信技术、移动计算技术的发展,无线E+E传感器网络越来越广泛的应用在生产、生活中的每个领域,推动了社会的迅猛发展。覆盖问题,作为E+E传感器网络首要的问题,引起了研究人员的广泛关注,然而用在入侵检测的栅栏覆盖尤其受到了国内外研究者的青睐,涌现出一大批研究成果。现有研究通常基于E+E传感器数量充裕的前提研究覆盖问题。
就在网络实际运行时,常常会出现可用节点数量不能满足覆盖需求的场景,节点有限的能量也制约了E+E传感器网络的进一步发展,所以,需要深入研究E+E传感器网络有限的资源对网络性能的影响。就在前人研究工作的基础上,又进一步探索了E+E传感器网络资源受限情况下的栅栏覆盖问题,在从E+E传感器数量受限以及E+E传感器能量受限两方面进行了理论研究。第一点简要介绍了无线E+E传感器网络及其相关应用场景,阐述了E+E传感器网络中覆盖问题的背景与相关研究现状。针对E+E传感器数量受限的情况,基于布尔感知模型,对覆盖区域进行分割,把栅栏覆盖问题转化为特定兴趣点的覆盖问题,引入了移动执行器并设计相应移动策略来动态覆盖所有兴趣点,进而将设计的策略推广到一般的概率感知模型；针对E+E传感器能量受限的情况,基于双基雷达感知模型,也提出了带状区域(k,ε)-栅栏覆盖,通过设置距离阈值和引入虚拟点表征雷达E+E传感器对,将能量有效地栅栏覆盖问题描述为选取最小权重的E+E传感器覆盖集合,并设计了最小权重的(k,ε)-栅栏覆盖算法在多项式时间内选取激活的E+E传感器；针对移动雷达E+E传感器网络,分析了雷达E+E传感器序列(T,R1,R2,...,Rn)的覆盖区域,确定了最小代价覆盖单位长度区域所需的发射器以及接收器数量及其位置关系,通过构建发射E+E传感器的Voronoi图将区域中的接收器与距离最近的发射器配对,因此建立网络连通图,设计了连通图的搜索算法确定网络中存在的覆盖间隙,针对覆盖间隙,构造了可移动E+E传感器实际位置与期望位置的二分图,通过二分图匹配确定节点的移动策略。伴随着E+E传感器网络的广泛应用,也需要进一步研究实际场景中可能发生的E+E传感器资源受限的情况。本文结合国际最新科研成果,探索了E+E传感器数量受限和能量受限两种场景,分别基于布尔感知模型、概率感知模型以及双基雷达感知模型进行了研究,并对部分成果进行了理论证明。大量的仿真结果验证了本文所提算法的有效性。理论成果对E+E传感器网络的进一步应用具有一定的指导作用和现实意义。
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