Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự bao phủ rào yếu hiệu quả năng lượng với sự xoay chuyển cảm biến thích nghi
Tóm tắt
Mạng cảm biến không dây đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực môi trường, khí hậu, giám sát động vật, y tế, và cũng trong các ứng dụng giám sát. Trong các ứng dụng giám sát, khi cảm biến được triển khai ngẫu nhiên dọc theo một lộ trình để theo dõi ranh giới của các chiến trường hoặc biên giới quốc gia, việc xuất hiện các khoảng trống thường là không thể tránh khỏi. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một thuật toán phân tán tiết kiệm năng lượng cho việc bao phủ rào yếu bằng cách sử dụng cụm dựa trên sự kiện và sự xoay chuyển cảm biến thích nghi. Chúng tôi xem xét một mạng cảm biến không dây bao gồm các nút cảm biến được triển khai ngẫu nhiên và các nút biên có hướng được triển khai theo mô hình triển khai theo đường ngẫu nhiên. Khi một sự kiện được phát hiện, các nút cảm biến sẽ hình thành một hoặc nhiều cụm dựa trên sự kiện. Các đầu cụm sẽ chịu trách nhiệm tổng hợp dữ liệu từ các cụm và gửi chúng đến các nút biên, các nút này sẽ điều chỉnh góc hướng để có thể theo dõi những kẻ xâm nhập vượt qua rào cản. Chúng tôi sử dụng mô phỏng thông qua WSNet và MatLab để phân tích hiệu suất của thuật toán của chúng tôi và so sánh nó với các thuật toán khắc phục khoảng trống không dựa trên cụm khác.
Từ khóa
#Mạng cảm biến không dây #bao phủ rào yếu #thuật toán phân tán #cụm dựa trên sự kiện #xoay chuyển cảm biến thích nghi #tối ưu hóa năng lượng.Tài liệu tham khảo
Aranzazu-Suescun C, Cardei M (2016) Event-based clustering for composite event detection in wireless sensor networks. In: 35th IEEE international performance computing and communications conference (IPCCC), Las Vegas, NV, USA, pp 366–373. https://doi.org/10.1109/PCCC.2016.7820620
Aranzazu-Suescun C, Cardei M (2017) Spatio-temporal event detection and reporting in mobile-sink wireless sensors networks. In: 36th IEEE international performance computing and communications conference, San Diego, CA, USA. https://doi.org/10.1109/PCCC.2017.8280438
Aranzazu-Suescun C, Cardei M (2018) Weak-barrier coverage with adaptive sensor rotation. In: The 12th international conference on combinatorial optimization and applications, COCOA 2018. LCNS 11346. Atlanta, GA, USA. https://doi.org/10.1007/978-3-030-04651-4_50
Chen J, Wang B, Liu W, Deng X, Yang LT (2013) Mend barrier gaps via sensor rotation for a line-based deployed directional sensor network. In: High performance computing and communications and 2013 IEEE international conference on embedded and ubiquitous computing, Zhangjiajie - CH. https://doi.org/10.1109/HPCC.and.EUC.2013.298
Chen J, Wang B, Liu W, Yang LT, Deng X (2017) Rotating directional sensors to mend barrier gaps in line-based deployed directional sensor network. IEEE Syst J. https://doi.org/10.1109/JSYST.2014.2327793
He S, Chen J, Li X, Shen X, Sun Y (2012) Cost-effective barrier coverage by mobile sensor networks. In: IEEE INFOCOM, Orlando FL, USA. https://doi.org/10.1109/INFCOM.2012.6195829
He S, Chen J, Li X, Shen X, Sun Y (2014) Mobility and intruder prior information improving the barrier coverage of sparse sensor networks. IEEE Trans Mob Comput. https://doi.org/10.1109/TMC.2013.129
Heinzelman WR, Chandrakasan A, Balakrishnan H (2000) Energy-efficient communication protocol for wireless microsensor networks. In: The 33rd Hawaii international conference on system sciences, Maui, HI, USA. https://doi.org/10.1109/HICSS.2000.926982
Liu T, Lin H, Wang Ch, Peng K, Wang D, Deng T, Jiang H (2016) Chain-based barrier coverage in WSNs: toward identifying and repairing weak zones. Wirel Netw. https://doi.org/10.1007/s11276-015-0988-y
MathWorks (2019) https://www.mathworks.com. Accessed on Apr 2019
Mostafaei H, Chowdhury MU, Obaidat MS (2018) Border surveillance with WSN systems in a distributed manner. IEEE Syst J. https://doi.org/10.1109/JSYST.2018.2794583
WSNet (2019) An event-driven simulator for large scale wireless sensor networks. http://wsnet.gforge.inria.fr/. Accessed on Apr 2019
Wu Y, Cardei M (2015) Distributed algorithm for mending barrier gaps via sensor rotation in wireless sensor networks. In: The 9th annual international conference on combinatorial optimization and applications (COCOA 2015). LNCS 9486. Houston, TX, USA. https://doi.org/10.1007/978-3-319-26626-8_22
Wu Y, Cardei M (2016) Distributed algorithms for barrier coverage via sensor rotation in wireless sensor networks. J Comb Optim. https://doi.org/10.1007/s10878-016-0055-3