多等级通信半径的无源传感器网络中的覆盖问题∗

石 拓,李建中,高 宏

(哈尔滨工业大学 计算机科学与技术学院,黑龙江 哈尔滨 150001)

无线传感器网络(wireless senor network)是物联网(IoT)中的重要组成部分,一个无线传感器网络由若干无线传感器节点和Sink 节点构成.无线传感器节点通过自身配置的电池获能,并通过传感器来获取周围环境中的物理信息,再通过通信模块与其他传感器节点或Sink 节点进行通信[1].这样,一个无线传感器网络可以被部署到一个区域当中,从而达到收集、分析该区域中的物理信息的目的.由于无线传感器节点的体积很小,这样,无线传感器网络可以被部署到人类很难到达的环境,比如森林、河流、山丘等.这样,通过无线传感器网络,我们几乎可以对任意环境进行监控.然而,以下两个缺点阻碍了无线传感器网络的大规模部署.

(1) 无线传感器网络的寿命受限.由于无线传感器节点的能量有限,这导致了无线传感器网络的寿命是受限的.对于一个部署在复杂环境中的大型无线传感器网络而言,短暂的网络寿命不但影响了网络的性能,也造成了不必要的经济损失.

(2) 无线传感器节点是环境不友好的.由于无线传感器节点一般采用锂电池作为能量源,当无线传感器节点能量耗尽后,遗留在环境中的废弃电池会对环境造成极大的污染.

为了解决无线传感器网络的这两个问题,Shi 等人[2−5]提出了一种新型的传感器网络结构——无源传感器网络.在无源传感器网络中,每个网络节点配备有可从……