中文摘要：

申请项目针对无线传感器网络监测区域信息分布的时空非均匀性，提出一种新的覆盖模型巡航覆盖模型。不同于现有的地毯式覆盖和栅栏覆盖，巡航覆盖的目标是利用少量移动传感器节点对大范围的监测区域进行巡航监测，实现满足实时性、鲁棒性、经济性要求的信息获取方法；为了获得最佳监测效率，定义最少节点巡航覆盖问题并分析问题的复杂度，给出求解方法；为克服巡航覆盖的"非局域性"耦合缺失，基于"p阶预测"的概念，构造"p阶势场"预测模型，实现移动无线传感器网络巡航覆盖的节点移动策略优化；对时间离散状态的空间覆盖问题进行系统研究，利用"预测告知"构造时空间耦合条件的方式实现覆盖优化，为无线传感器网络的异构连通问题、能耗问题、电磁辐射问题等的全局优化提供一种新的实现模式。以建筑能耗监测为背景，对巡航覆盖进行应用研究，预期研究成果为防灾减灾、资源监测等领域提供一种新的监测方法。

结论摘要：

项目针对建筑能耗监测与检测过程中目标信息采集时监测区域信息分布的时空非均匀特性，刻画了在使用移动无线传感器网络实现目标信息采集时移动无线传感器网络巡航覆盖监测区域内兴趣点的行为，提出了适用于建筑环境信息以及运行信息的移动无线传感器网络巡航覆盖模型。研究内容包括无线传感器网络的巡航覆盖模型、最少移动传感器节点的巡航覆盖、基于p阶势场预测的巡航覆盖策略、巡航覆盖在建筑能耗检测中的应用。经过三年的深入研究，预期的研究目标已经完成，所取得的成果为建筑能耗与运行环境过程监测与检测、大尺度空间中的资源（如巢湖水资源）监测提供了新思路与实现方法。移动无线传感器网络巡航覆盖的目标是通过少量移动传感器节点的巡航移动对大范围内监测区域中众多兴趣点实现目标信息的动态采集，并满足及时性、鲁棒性、经济性要求。在结合建筑能耗监测与检测需求以及无线传感器网络实现特性的基础上，研究对移动无线传感器网络巡航覆盖模型的周期性和可调度性特性进行了细致分析；为获得较好的基于移动无线传感器网络的建筑环境信息采集系统的性价比并提升移动节点的综合性能，研究定义了无线移动传感器网络巡航覆盖的最少移动节点问题以及均衡条件下的最少移动节点问题，并在对计算复杂度量化分析的基础上，给出了上述问题的基于演化计算方法的近似最优解求解流程并分别给出了使用遗传算法以及粒子群优化算法的实现。为克服移动无线移动传感器网络巡航覆盖过程中的“非局域性”耦合缺失现象，研究基于势场概念和“p阶预测”概念构造了移动无线传感器网络移动节点移动的p阶势场预测模型，实现移动无线传感器网络巡航覆盖的节点移动策略优化。研究中，势场的建立通过参照万有引力、万有引力与电磁相互作用的合力两种方式构造，预测的阶数根据应用需求以及移动节点的计算性能选择。在集中控制条件下，研究讨论了预测阶数对预测准确度的影响。研究基于“预测告知”理念实现的时空间耦合条件下的大范围监测区域内众多兴趣点的巡航覆盖优化，为异构无线传感器网络的连通、能耗等问题的全局优化策略提供了一种新思路。为测试研究中设计方法的有效性，研究设计并实现了适用于移动无线传感器网络构建的移动本体。研究对移动本体的移动行为控制方式、移动本体定位方法、移动本体的能效控制进行了设计，取得了一批以“履带式建筑能效数据采集机器人及其控制系统”和“建筑局部区域能耗监管系统V1.0”为代表的实用新型专利和软件著作权。