无线传感器网络是由大量低成本、低功耗的节点通过自组织方式对待测对象信息进行感知、处理、通信并自组成网的一门新型技术。网络中,节点的布置是首先被关注的问题,这个问题继而演变成网络中所有节点空间位置的分布问题,即如何通过对节点的布放来保证网络对待监测对象监测程度的最优。这就是无线传感器网络覆盖控制问题的由来。它是无线传感器网络技术中最关键的问题之一,主要关注的是如何使网络中的传感器节点在电池能量、信息感知能力、计算性能、通信能力等一系列因素受限的情况下满足网络对不同覆盖质量的要求,同时兼顾网络资源的合理配置和网络寿命的最大化。这是无线传感器网络应用中需要首先解决的问题,也是网络其他一切工作的基础。因此,无线传感器网络覆盖控制技术的研究显得尤为重要。本文在系统分析了无线传感器网络覆盖问题的基础上,对目前该研究方向上的热点问题进行了研究,并对其中存在的一些问题提出了自己的改进思想。研究工作主要从以下方面开展:概括总结了无线传感器网络覆盖问题的相关知识及近年来国内外学者在该领域的研究成果;研究了传感器节点在自组织覆盖过程中移动路径的平滑问题;对视觉传感器网络中的目标覆盖问题进行了探讨并提出了相关策略;针对视觉传感器网络中的研究不足提出改进思想并设计了一种混合覆盖算法。论文的主要创新点如下:(1).提出了一种新颖的无线传感器网络区域覆盖节点移动路径平滑算法。该算法基于节点全向感知模型,旨在解决传感器节点在自组织过程中由于网络拓扑事件发生而导致节点移动路径不光滑的问题。该算法深入研究了节点移动过程中的受力情况,并引入生物学中的分流模型,有效地解决了节点移动路径硬性转折的问题,并且达到了很好的区域覆盖效果。(2).设计了一种高效节能的视觉传感器网络目标覆盖算法。该算法基于节点有向感知模型,针对视觉传感器网络在进行目标覆盖时出现的覆盖冗余、节点剩余能量不均衡的现象提出了解决办法。该算法通过寻找节点和待监测目标间的覆盖关联关系,进而高效挖掘出覆盖频繁关联目标集,并在与其相对应的频繁关联节点集中选择剩余能量较多的节点工作,如此动态轮换选举,有效地达到了均衡节点耗能、节约网络能量的目的,从而延长了网络的生存时间。(3).提出了一种视觉传感器网络兼顾区域覆盖的目标多重覆盖算法。算法同样基于节点有向感知模型,目的是解决目前视觉传感器网络研究中分立区域覆盖和目标覆盖、忽略热点目标更高覆盖质量要求的问题。该算法通过对节点自身和“感知区域质心”受力的深入分析,引入虚拟势场来驱使节点在待监测区域内自组织地移动位置和转变感知方向,在完成对服务质量要求较高的热点目标优先、多重覆盖的同时最大程度地对整个待监测区域进行覆盖。