作为一个分布式网络,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是通过多跳、自组织进行通信,它的末梢是可以感知和监测外部世界的传感器。WSN设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。近十年来,WSN已经受到学术界和工业界越来越大的关注,并已广泛应用于民用和军事领域。节点部署是WSN的基础研究工作之一,合理的网络节点部署算法有助于减少网络节点冗余、提高网络覆盖率、均衡节点能耗。节点部署问题就是在指定的监测区域内,根据特定的要求来布置传感器节点。但监测区域有可能会是恶劣环境,使得无法更换传感器节点或给节点充电,这给节点部署带来极大的技术挑战。论文针对WSN节点部署算法展开研究。全文安排如下:第1章介绍课题研究的背景及国内外研究现状;第2章介绍WSN网络基本概念,包括其体系结构、网络特点、网络应用;第3章分析了目前使用的虚拟力算法特点和应用环境,针对其存在的缺点和应用局限性进行了相关改进,提出一种适合WSN网络部署的改进虚拟力算法(WVFA);第4章对提出的改进虚拟力算法进行性能仿真与分析;结论对全文进行总结,指出本论文的不足之处,并对其发展方向进行了展望。第3、4章是本论文的研究重点。在第3章中,为了实现无缝覆盖,提出一种基于虚拟力的WSN节点部署算法,该算法不仅研究区域最优覆盖,还考虑移动节点的能耗问题。针对区域内部覆盖,首先将节点间虚拟力的作用范围缩小到通信范围内,然后从无缝覆盖的角度出发确定节点间产生作用力的阈值;对于边界覆盖问题,由节点在边界处覆盖冗余最小时确定节点到边界的最短距离。这样使得所有节点受力数目减小,易于所有节点达到受力平衡状态,实现最优覆盖。此外,所有节点移动距离的平均值反映网络整体能耗的大小,标准差反映了节点能耗的差异,为了减小节点移动距离的平均值和标准差,在节点位置更新中增加一个与该节点上一时刻受力大小相关的权值,最后实现最大化覆盖,最小化能耗。第4章是算法的性能仿真,结果表明:WVFA算法在提高网络覆盖率以及降低网络能耗方面的性能均优于VFA、CBS、HLVFA算法,它有效地延长了网络生命周期,实现了WSN的优化部署。