鱼群启发的水下传感器网络节点布置研究

在水下传感器网络(UWSNs)中，传感器节点的布置不仅决定了网络的监测质量，而且也是组网通信、协议设计以及各种应用的基础，因此具有重要的研究意义。.由于水下环境复杂多变，监测目标（事件）动态性强，因此传感器节点如何根据环境和事件的动态变化自主调整部署位置，以达到最优的监测质量是急需解决的关键问题。该项目将建立适用于水下传感器网络的三维水流场模型；引入熵理论构建水下传感器节点布置的性能评价指标体系；在以上工作基础上，受生物鱼群系统运行机制的启发，拟提出一种分布式可实现的水下传感器节点布置算法，通过模拟鱼群的觅食、追尾和聚群行为，使传感器节点自主趋向并覆盖动态事件，同时结合拥挤度控制实现节点分布密度与事件分布密度相匹配，从而构建一种新型的水下传感器网络节点布置机制。.该项目涉及水下传感器网络、群智能、流体运动学等领域，属多学科交叉的应用基础研究，既有重要的理论研究意义，又有广阔的应用前景。

在水下传感器网络中，节点的布置不仅决定了网络的监测质量，而且也是组网通信、协议设计以及各种应用的基础，因此具有重要的研究意义。.该项目经过三年的实施，取得以下主要成果：.1、定义了水下传感器节点布置的性能评价指标体系。.2、提出了“鱼群启发的水下传感器节点布置算法FSSD”和“刚性驱动的水下传感器节点自组织布置方法”。.3、提出了逆向捕获时间差的Voronoi水下声源定位机制。.4、设计了蒙特卡洛增强PSO的无线网络信道选择算法。.5、基于水下漂流模型，对上述算法进行了仿真实验和验证。.6、研制了水下传感器节点，实际测试了上述理论方法的综合有效性。.发表的主要论文：.【1】Particle Swarm Inspired Underwater Sensor Self- deployment. SENSORS, 2014, 14(8):15262-15281 （JCR分区2区, IF: 2.048）.【2】鱼群启发的水下传感器节点布置. 自动化学报, 2012, 38(2):295-302.【3】刚性驱动水下传感器节点自组织布置. 计算机学报, 2013, 36(3):494-505.【4】基于骨架提取的水下传感器网络刚性定位判别研究. 计算机学报, 2014, 37(26):1-15（在线出版）.【5】逆向捕获时间差的Voronoi声源定位机制. 通信学报, 2013, 34(11):140-152.【6】VSPSA for Acoustic Source Localization in Wireless Sensor Networks. Ad Hoc & Sensor Wireless Networks, 2013, 19(3-4):277-304.【7】A Monte Carlo Enhanced PSO Algorithm for Optimal QoM in Multi-Channel Wireless Networks. Journal of Computer Science and Technology (JCST), 2013, 28(3):553-563.另，出版专著1部，授权发明专利2项、软著1项。项目主持人荣获第十三届“霍英东青年教师奖”二等奖。.上述研究成果对水下传感器网络理论与技术的发展具有重要推动作用。