不確定環(huán)境下混合傳感節(jié)點的協(xié)作部署方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不確定環(huán)境下混合傳感節(jié)點的協(xié)作部署方法，以移動節(jié)點和靜態(tài)節(jié)點協(xié)作為基礎，首先基于所設計的探測模型計算節(jié)點的探測概率來確定覆蓋空洞，然后采用基于二部圖匹配的方法確定移動節(jié)點的位置。本方法可使節(jié)點均勻地部署在檢測區(qū)域，廣泛適應于野外大范圍環(huán)境自動檢測。
【專利說明】不確定環(huán)境下混合傳感節(jié)點的協(xié)作部署方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡，具體涉及一種在不確定的檢測環(huán)境中協(xié)作進行傳感器動靜混合節(jié)點的部署的方法。
【背景技術】
[0002]無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量的靜止和/或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網(wǎng)絡。通過使用各種不同類型的傳感器，可以探測例如地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的信號，通過各個傳感器之間的協(xié)作來感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡覆蓋地理區(qū)域內被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。
[0003]近幾年，無線傳感器網(wǎng)絡因其在深林防火、精準農業(yè)、戰(zhàn)場偵查、目標跟蹤等方面的應用受到了廣泛的關注。然而，為了很好地完成這些任務，恰當部署是這類網(wǎng)絡應用的基礎。在檢測區(qū)域所部屬的傳感器節(jié)點的數(shù)量和位置決定了網(wǎng)絡的拓撲，進一步會影響網(wǎng)絡的其它性能，如網(wǎng)絡的覆蓋質量、連通性、構建成本和生存周期等。因此傳感器網(wǎng)絡的性能在很大程度上取決于它的部署情況。然而影響部署的一個關鍵問題是:受諸多不確定因素的影響，傳感器感知的數(shù)據(jù)并不總是可靠的。因此，在節(jié)點部署過程中，將這種不確定性考慮在內，將十分重要。
[0004]在許多檢測環(huán)境，如偏遠山區(qū)、戰(zhàn)場、被有毒氣體污染的區(qū)域等，手工部署傳感器節(jié)點是不實際的。一種可行的方法是在監(jiān)測區(qū)域隨機播撒，但這種方式受很多不可控因素的影響，很難獲得期望的效果。最近幾年，一些研究者開始關注混合無線傳感器網(wǎng)絡，在這種網(wǎng)絡中，移動節(jié)點和靜態(tài)節(jié)點協(xié)作進行，利用移動節(jié)點的移動性，將其移動到恰當?shù)奈恢?，提高網(wǎng)絡覆蓋率，減少所需節(jié)點的數(shù)量，協(xié)作完成節(jié)點部署。
[0005]在這種網(wǎng)絡中，如何確定移動節(jié)點的位置，以解決無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋問題，是本領域研究關注的焦點。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種不確定環(huán)境下混合傳感節(jié)點的協(xié)作部署方法，以實現(xiàn)在具有不確定性的檢測環(huán)境中，盡可能地使節(jié)點均勻地部署在檢測區(qū)域，從而以較低代價保證網(wǎng)絡的覆蓋率。
[0007]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種不確定環(huán)境下混合傳感節(jié)點的協(xié)作部署方法，用于對移動節(jié)點和靜態(tài)節(jié)點相結合的混合無線傳感器進行網(wǎng)絡節(jié)點部署，包括以下步驟:
(I)根據(jù)地理位置(Xi，Ii )將傳感器節(jié)點散布到指定區(qū)域，并定位各傳感器節(jié)點的位置；傳感器節(jié)點的數(shù)量是n，i為I至η的整數(shù)，X、y是坐標值；傳感器節(jié)點中，具有#個靜態(tài)節(jié)點和#個移動節(jié)點，靜態(tài)節(jié)點集為S= {s1，s2)…，SN}，移動節(jié)點集為K1=If1^2,……Vm }, η=Ν+Μ ；(2)N個靜態(tài)節(jié)點M個移動節(jié)點部署在LXL的區(qū)域，將該區(qū)域劃分成大小相同的網(wǎng)格，每個網(wǎng)格邊長為I米的正方形；對于節(jié)點i，觀察到的接收信號表達為:
【權利要求】
1.一種不確定環(huán)境下混合傳感節(jié)點的協(xié)作部署方法，用于對移動節(jié)點和靜態(tài)節(jié)點相結合的混合無線傳感器進行網(wǎng)絡節(jié)點部署，其特征在于包括以下步驟: (1)根據(jù)地理位置(Xi，Yi)將傳感器節(jié)點散布到指定區(qū)域，并定位各傳感器節(jié)點的位置；傳感器節(jié)點的數(shù)量是n，i為I至η的整數(shù)，X、y是坐標值；傳感器節(jié)點中，具有#個靜態(tài)節(jié)點和#個移動節(jié)點，靜態(tài)節(jié)點集為S= {&，52)…，ss}，移動節(jié)點集為K1=If1^2,……vM }, η=Ν+Μ ； (2)N個靜態(tài)節(jié)點M個移動節(jié)點部署在LXL的區(qū)域，將該區(qū)域劃分成大小相同的網(wǎng)格，每個網(wǎng)格邊長為I米的正方形；對于節(jié)點i，觀察到的接收信號表達為:
2.根據(jù)權利要求1所述的不確定環(huán)境 下混合傳感節(jié)點的協(xié)作部署方法，其特征在于:α為4~5%, β為7~8, σ為0.8~1, Y為1.8~2。
【文檔編號】H04W16/18GK103945399SQ201410156919
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權日:2014年4月18日
【發(fā)明者】張書奎, 賈俊鋮, 王進, 常燕 申請人:蘇州大學