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连续立体空间下传感器节点覆盖部署方法研究:以水质监测为例

王珂 关慧珍 胡楚丽 晁怡

王珂, 关慧珍, 胡楚丽, 晁怡. 连续立体空间下传感器节点覆盖部署方法研究:以水质监测为例[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210325
引用本文: 王珂, 关慧珍, 胡楚丽, 晁怡. 连续立体空间下传感器节点覆盖部署方法研究:以水质监测为例[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210325
WANG Ke, GUAN Huizhen, HU Chuli, CHAO Yi. Research on Sensor Coverage Deployment Method in Continuous Three-dimensional Space: A Case Study of Water Quality Monitoring[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210325
Citation: WANG Ke, GUAN Huizhen, HU Chuli, CHAO Yi. Research on Sensor Coverage Deployment Method in Continuous Three-dimensional Space: A Case Study of Water Quality Monitoring[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210325

连续立体空间下传感器节点覆盖部署方法研究:以水质监测为例

doi: 10.13203/j.whugis20210325
基金项目: 

国家重点研发计划项目(2018YFB2100501);国家自然科学基金项目(42071380).

详细信息
    作者简介:

    王珂,博士,副教授,主要研究方向为地理信息系统、地理空间传感网和智慧城市。wangke@cug.edu.cn

Research on Sensor Coverage Deployment Method in Continuous Three-dimensional Space: A Case Study of Water Quality Monitoring

Funds: 

The National Key Research and Development Program of China (2018YFB2100501)

  • 摘要: 感知覆盖和网络通信对传感器网络监测的准确性、全面性以及数据传输具有重要意义。本研究针对连续立体空间中传感器节点部署问题,提出了一种基于三维有限控制集的节点部署方法。首先采用一定的离散化尺寸将连续立体空间离散化,提取出一组可以代表连续空间中无限侯选位置的三维有限控制集,然后基于三维有限控制集构建考虑通信的最大覆盖模型。水下空间是一种典型的连续立体空间,一些水质监测变量在水下空间存在垂直方向的差异性,以水质监测为例,进行水下节点部署仿真,对空间离散化造成的误差进行分析,对比本方法和其他方法的覆盖效果。结果表明:本研究提出的立体空间中节点部署方法可以有效部署节点,利用较少的节点达到较高的覆盖度,并且在部署节点数目较少的时候,仍可以保证节点之间的通信。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-16
  • 网络出版日期:  2022-08-10

连续立体空间下传感器节点覆盖部署方法研究:以水质监测为例

doi: 10.13203/j.whugis20210325
    基金项目:

    国家重点研发计划项目(2018YFB2100501);国家自然科学基金项目(42071380).

    作者简介:

    王珂,博士,副教授,主要研究方向为地理信息系统、地理空间传感网和智慧城市。wangke@cug.edu.cn

摘要: 感知覆盖和网络通信对传感器网络监测的准确性、全面性以及数据传输具有重要意义。本研究针对连续立体空间中传感器节点部署问题,提出了一种基于三维有限控制集的节点部署方法。首先采用一定的离散化尺寸将连续立体空间离散化,提取出一组可以代表连续空间中无限侯选位置的三维有限控制集,然后基于三维有限控制集构建考虑通信的最大覆盖模型。水下空间是一种典型的连续立体空间,一些水质监测变量在水下空间存在垂直方向的差异性,以水质监测为例,进行水下节点部署仿真,对空间离散化造成的误差进行分析,对比本方法和其他方法的覆盖效果。结果表明:本研究提出的立体空间中节点部署方法可以有效部署节点,利用较少的节点达到较高的覆盖度,并且在部署节点数目较少的时候,仍可以保证节点之间的通信。

English Abstract

王珂, 关慧珍, 胡楚丽, 晁怡. 连续立体空间下传感器节点覆盖部署方法研究:以水质监测为例[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210325
引用本文: 王珂, 关慧珍, 胡楚丽, 晁怡. 连续立体空间下传感器节点覆盖部署方法研究:以水质监测为例[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210325
WANG Ke, GUAN Huizhen, HU Chuli, CHAO Yi. Research on Sensor Coverage Deployment Method in Continuous Three-dimensional Space: A Case Study of Water Quality Monitoring[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210325
Citation: WANG Ke, GUAN Huizhen, HU Chuli, CHAO Yi. Research on Sensor Coverage Deployment Method in Continuous Three-dimensional Space: A Case Study of Water Quality Monitoring[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210325
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