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无线传感网中基于蜂窝网格剖分模型的节点调度算法
摘要：随着无线传感技术的逐渐完善，无线传感网在各个领域都有着广泛的应用。然而，由于传感器节点分布不规则、能量限制等原因，网络性能的优化成为了无线传感网的重要问题之一。本文提出了一种基于蜂窝网格剖分模型的节点调度算法，能够有效地优化网络性能，提高无线传感网的能耗效率。
关键词：无线传感网，蜂窝网格剖分模型，节点调度算法，能耗效率
一、绪论
无线传感网是一种具有自我组织和自适应能力的分布式传感器网络，具有低成本、低功耗、高可靠等特点，在环境监测、智能家居、智能交通等领域有着广泛的应用前景。
然而，由于传感节点分布不规则、能源有限等原因，保证网络性能成为了无线传感网所面临的重要问题。如何提高网络能量利用率，延长节点寿命，是无线传感技术的研究热点之一。
二、蜂窝网格剖分模型
对于无线传感网的优化，维护节点覆盖率是其中一个重要的方面。传统的覆盖控制方法一般都是基于几何学模型，即将节点周围的覆盖区域划分为圆形、矩形等几何形状，忽略了节点之间的空间关系，不能够完全反映覆盖状态。因此，利用蜂窝网格剖分模型，对覆盖控制进行分析和优化，可以有效地提高网络性能。
蜂窝网格剖分模型是将整个节点区域划分为一系列等边六边形单元，将一个节点的覆盖范围与六边形单元相匹配，从而可以从空间距离上进行节点的覆盖分析，避免因形状不规则而产生的覆盖重叠和漏洞。
三、节点调度算法
在蜂窝网格剖分模型的基础上，我们提出了一种基于节点能量的动态节点调度算法，通过动态调整节点的功率和部署位置，来达到优化成本、提高网络生命周期的目的。具体算法步骤如下：
1、将节点区域划分为多个等边六边形单元，每个六边形单元的边长应根据网络性能要求进行合理的选择。
2、根据节点之间的距离和六边形单元的面积计算出每个节点需要的最小能量消耗，研究节点变更位置所需要的能量消耗和影响范围。
3、当节点结束传感任务后，采用贪心算法在目标区域内寻找距离最近的可提供能量的节点以进行充电。
4、在节点的寿命即将结束时，将节点调整到非常量节点区域，并且提高输出功率，延长节点寿命。
四、实验结果
通过对节点调度算法和传统覆盖控制算法进行实验对比，我们得出以下结论：
1、基于蜂窝网格剖分模型的节点调度算法，在能源利用效率、寿命等方面表现更优秀。
2、在节点密度、能量限制等情况下，节点调度算法可以有效地提高网络性能，保证节点寿命。
五、结论
本文研究了基于蜂窝网格剖分模型的节点调度算法，对调度算法进行了探讨与优化。实验结果表明，该算法具有良好的能源利用效率和寿命保证。但是总结来看，该算法的网络质量、网络数据更新率等可优化的方面依然值得深入探讨。随着无线传感技术的进一步发展，未来该方法将成为无线传感网优化的重要研究方向。