專利名稱：一種用于異構傳感器網絡的節(jié)點調度方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型的節(jié)點休眠的方法，屬于異構傳感器網絡中節(jié)點調度的領域，特別涉及一種以覆蓋率作為優(yōu)化目標，采用分而治之的基于網格劃分的節(jié)點分類調度算法。
背景技術：
近些年來，隨著微電子技術、計算技術、無線通信和低功耗多功能傳感器等技術迅速發(fā)展，出現了一種新型的網絡無線傳感器網絡。無線傳感器網絡是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量廉價的微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信的方式形成的一個多跳的自組織的動態(tài)性網絡。傳感器節(jié)點主要依靠自身來進行供電，但由于傳感器節(jié)點體積微小，電池能量有限且難以補充和更換。此外，由于無線傳感器網絡的節(jié)點規(guī)模龐大，分布密集，分散范圍廣，工作周期長，對傳感器網絡的維護和電池補充工作難以實現。因此，對于無線傳感器網絡來說，如何通過減少節(jié)點的能量損耗，平衡網絡的能量負載，將網絡資源分配最優(yōu)化，從而最大化整個網絡的生存期的問題十分重要。如何在不影響網絡的性能的情況下延長整個網絡的生存期，通常使用的方法是通過不同的算法對節(jié)點進行分組調度，讓一部分節(jié)點進入休眠狀態(tài)，從而減少能量消耗，達到提高服務質量并延長網絡壽命的目的。節(jié)點調度算法的設計應充分考慮具體應用的具體要求，針對不同的覆蓋要求，做出相應的解決方案。同時考慮傳感器網絡節(jié)點資源受限，尤其是能量受限的特點，在設計節(jié)點調度策略時應該考慮以下特性:
(1)低開銷:在一個調度時間片內，調度的時間要占相對較小的比例，節(jié)點調度的復雜度也要盡量地低，調度策略帶來的額外的通信和計算開銷要盡量低，盡可能減少節(jié)點的能耗；
(2)能量均衡性:在傳感器網絡中，部分區(qū)域通信或計算頻率較快，節(jié)點的能量消耗較快，節(jié)點因能量耗盡而失效，這會造成感知覆蓋的空洞，并影響通信網絡的連通性。因此，節(jié)點調度策略要考慮節(jié)點負載的平衡，最優(yōu)化網絡資源分配。(3)健壯性:傳感器網絡通常布置在戶外，受環(huán)境條件影響較大，節(jié)點失效是常見的現象。傳感器網絡的節(jié)點調度策略要考慮無法預料的意外導致的節(jié)點失效，盡量保證在網絡發(fā)生意外時能夠保持正常工作。(4)可擴展性。無線傳感器網絡經常由于新節(jié)點的加入或舊節(jié)點的失效而造成網絡的拓撲變化，節(jié)點數量也會隨著應用的需求而發(fā)生變化，因此，節(jié)點策略應能夠適應網絡頻繁的變化，具有一定的可擴展性。(5)分布式實現，傳感器網絡中的節(jié)點可以完全獨立地或者僅通過與鄰近節(jié)點的局部通信，決定其是否休眠；與集中式的策略相比，分布式的調度策略更易于實現，對網絡部署密度變化有較好的適應性和可擴展性。
這些問題的解決能夠使整個傳感器網絡以最小的能量代價來監(jiān)測目標，從而達到延長網絡生存期的目的。無線傳感器網絡根據節(jié)點傳感半徑是否相同可以分為同構網絡和異構網絡。目前，對于無線傳感器網絡節(jié)點調度算法的研究大多數都集中在同構的網絡上，通常只研究單一節(jié)點類型的傳感器網絡，而在實際的傳感器應用中，由于監(jiān)測區(qū)域的形狀和實際醫(yī)療環(huán)境等條件的限制，異構網絡往往能取得更好的監(jiān)測效果。所以本專利主要介紹了一種異構傳感器網絡中節(jié)點調度的方法。

發(fā)明內容
技術問題:本發(fā)明的目的是提出一種用于異構傳感器網絡的節(jié)點調度方法，從而有效地延長網絡的生命周期，均衡網絡中的覆蓋率。技術方案:本發(fā)明的用于異構傳感器網絡的節(jié)點調度方法為:在異構的傳感器網絡中，假設共有個節(jié)點，半徑類型有r種，分別為q、^… 每種半徑的個數一樣，根
據上式可知，異構傳感器網絡中滿足
權利要求
1.一種用于異構傳感器網絡的節(jié)點調度方法，其特征為在異構的傳感器網絡中，假設共有/7個節(jié)點，半徑類型有r種，分別為^、?！?' ,每種半徑的個數一樣，異構傳感器網絡的網絡覆蓋率滿足
全文摘要
本發(fā)明是一種用于異構傳感器網絡的節(jié)點調度方法，研究了網絡覆蓋率和工作節(jié)點之間的關系，在滿足覆蓋率要求的最大分組數的條件下，采用基于網格的方法對覆蓋區(qū)域進行劃分，每個網格中的節(jié)點分為不同的分組進行調度，解決了由于節(jié)點高密度部署而造成的冗余，延長了網絡的生存周期。因此，本發(fā)明的有益效果包括增加了節(jié)點調度方法研究的范圍，保證了目標網絡的覆蓋率，實現了提高網絡生命周期的目的。
文檔編號H04W84/18GK103200692SQ20131010339
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權日2013年3月28日
發(fā)明者孫力娟, 魏靜, 肖甫, 郭劍, 王汝傳, 韓崇, 杜曉玉 申請人:南京郵電大學