On Seamless Wireless Sensor Deployment and System Implementation
Kuan-hsin Peng, Ting-Yu Lin, Kuan‐Hua Chen · 2009
隨著微機電技術的進步與無線傳輸技術 之發展,無線感測網路的應用範圍也越來越廣 泛;在無線感測網路的架構下,感測器本身就 像一台小型電腦,具備簡單的感測、運算、無 線傳輸等功能,可以將環境中我們所感興趣的 環境參數(如溫度、溼度等)傳送給主控端,讓 位於主控端的使用者能確切掌握環境的狀 態;而為了能達到這個目的,感測器的佈置對 於整個感測網路是非常重要的。 在過去的研究中[1],[2],都假設在環境已 知下,將感測器佈置在整個監控環境中,但在 大部份情況下,環境是未知且危險的區域,例 如:太空、敵軍戰區、地震地帶...等等,在這 種情況下,感測器的佈置就相對的困難,所以 在大部份的情況下,透過飛機來將感測器灑至 在監控區域中是一個解決辦法,但卻可能因為 風力或者建築物的關係,而無法掌握感測器降 落的位置,則網路必然無法達到我們所需的覆 蓋率。 此外,在傳統感測網路中,皆為固定式的 感測器,不具有移動的能力,往往因為電池的 消耗或者其它外在環境因素 (颱風、人力等) 的侵蝕與損毀,造成感測器失效的情況,進而 導致網路感測上的死角及資訊傳遞上的阻 斷,所以為了避免這種情況發生,無線感測網 路會佈置大量的感測器在網路中[3],透過排程 方式來修補感測上的死角,但這種方法事實上 治標卻不治本;綜合以上,所以我們便利用移 動式的感測器移動到正確的位置來達到所需 的覆蓋率。 本 論 文 所 提 出 的 CADT (Coverage Algorithm based on Delaunay Triangulation) 演 算法可以針對整體覆蓋率下降的問題,透過可 移 動 式 的 感 測 器 自 動 重 新 佈 置 (Auto-configuration)的網路架構,來填補監控網 路上的感測漏洞,來提升整體網路覆蓋率。 CADT 包含三個步驟: Step 1 將整個監控環境透過 Delaunay Triangulation 的幾何概念,切割成許 多大小不一的三角形。 Step 2 CADT-HD (CADT-Hole Detection), 透過幾何的運算,找出每個三角形 沒有被感測器覆蓋的區域。 Step 3 CADT-HR (CADT-Hole Removal),針 對每個三角形沒有被覆蓋的區域, 找出與鄰近感測器重疊範圍較大且 分布較密集區域中的感測器進行移 動,來填補三角形中沒有被覆蓋的 區域。 重覆以上步驟,直到整體覆蓋率達到所設定的 覆蓋率門檻值(Coverage Threshold) 才終止,而 根據最終模擬出來的結果,本論文所提出的演 算法的確可以有效率達到覆蓋率的要求。