本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及無線傳感網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種異構(gòu)無線傳感網(wǎng)的傳感節(jié)點調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

相對于有線的固定數(shù)據(jù)收集設備，無線傳感網(wǎng)(wirelesssensornetworks，wsns)是一種有用、高效、簡單的數(shù)據(jù)收集解決方案。wsns主要由具有數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)處理和無線通信的密集分布式自治傳感節(jié)點組成。這些無線傳感節(jié)點是具有輕便、小型、低成本、電池驅(qū)動、易于安裝等特點的電子設備。wsns可應用到環(huán)境監(jiān)測、智能交通、智能養(yǎng)老、智能家居、智慧工廠等工業(yè)和民用領(lǐng)域，具有較大的應用價值和市場潛力。

在wsns中，節(jié)點的能量約束限制了網(wǎng)絡覆蓋、生存時間等基本功能。網(wǎng)絡覆蓋能確保從傳感節(jié)點收集的數(shù)據(jù)可準確表示整個監(jiān)控區(qū)域。根據(jù)感知對象的不同，網(wǎng)絡覆蓋可分成目標覆蓋、柵欄覆蓋和區(qū)域覆蓋。其中，目標覆蓋要求傳感節(jié)點能覆蓋到所有目標點。當目標點遍布于監(jiān)測區(qū)域且數(shù)量足夠多時，目標覆蓋問題可轉(zhuǎn)換成區(qū)域覆蓋問題。柵欄覆蓋要求傳感節(jié)點能完整覆蓋一條直線。當直線數(shù)量足夠多時，柵欄覆蓋問題也可轉(zhuǎn)換成區(qū)域覆蓋。區(qū)域覆蓋問題是網(wǎng)絡覆蓋的基本問題之一，可應用到環(huán)境監(jiān)測、智慧工廠等多個領(lǐng)域。網(wǎng)絡生存時間是指wsns收集整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的有效工作時間。網(wǎng)絡生存時間越大，wsns的壽命越長，其應用成本越短。因此在環(huán)境監(jiān)測等應用領(lǐng)域，wsns的設計應保持令人滿意的區(qū)域覆蓋和持續(xù)幾個月或幾年時間收集所需的感知數(shù)據(jù)(如溫度)，并傳輸給基站。

目前，wsns的網(wǎng)絡覆蓋方法研究取得一定的成果。有些學者側(cè)重于研究同構(gòu)靜態(tài)傳感節(jié)點的覆蓋問題。同構(gòu)靜態(tài)傳感節(jié)點的覆蓋算法考慮所有傳感節(jié)點的性能一致，但是在一些特殊應用中，傳感節(jié)點存在感知范圍、能量等方面的異構(gòu)。因此，另一些學者研究異構(gòu)靜態(tài)傳感節(jié)點的覆蓋問題。但是較多異構(gòu)靜態(tài)傳感節(jié)點的相關(guān)覆蓋優(yōu)化算法沒有考慮網(wǎng)絡生存時間和當關(guān)鍵傳感節(jié)點失效引起覆蓋盲區(qū)的修復問題，容易造成網(wǎng)絡的過早分裂，關(guān)鍵節(jié)點的過早失效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為提高異構(gòu)無線傳感網(wǎng)的區(qū)域覆蓋率和網(wǎng)絡生存時間，本發(fā)明考慮傳感節(jié)點的感知覆蓋異構(gòu)情況，提供了一種異構(gòu)無線傳感網(wǎng)的傳感節(jié)點調(diào)度方法，該方法可提高網(wǎng)絡生存時間，提高傳感節(jié)點存活個數(shù)，保持平均節(jié)點能耗在較低水平。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有如下構(gòu)成：

該異構(gòu)無線傳感網(wǎng)的傳感節(jié)點調(diào)度方法，所述的方法包括匯聚節(jié)點和傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法和傳感節(jié)點的工作方法，其中，所述匯聚節(jié)點和傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法包括：

(a1)初始化當前節(jié)點；

(a2)向周圍鄰居傳感節(jié)點廣播信息收集包；

(a3)接收鄰居傳感節(jié)點返回的節(jié)點狀態(tài)信息包；

(a4)根據(jù)鄰居傳感節(jié)點的節(jié)點狀態(tài)信息包建立調(diào)度模型；

(a5)根據(jù)所述調(diào)度模型計算得到鄰居傳感節(jié)點的調(diào)度方案；

(a6)根據(jù)所述鄰居傳感節(jié)點的調(diào)度方案，向鄰居傳感節(jié)點發(fā)送調(diào)度狀態(tài)確認包。

可選地，所述節(jié)點狀態(tài)信息包中包括鄰居傳感節(jié)點的位置、感知范圍、剩余能量和是否調(diào)度信息，所述步驟(a4)中，根據(jù)如下方式建立所述調(diào)度模型：

(a4-1)分析中處于工作狀態(tài)的所有傳感節(jié)點，根據(jù)如下公式分析自身感知區(qū)域不能被其他傳感節(jié)點的感知區(qū)域完全覆蓋的條件，從而建立不完全覆蓋約束條件，其中表示節(jié)點i的所有未調(diào)度鄰居傳感節(jié)點的調(diào)度狀態(tài)集合，表示節(jié)點i的所有未調(diào)度鄰居傳感節(jié)點個數(shù)，xv是一個1×2的數(shù)組，即[avbv]，av表示傳感節(jié)點的id，bv表示傳感節(jié)點的調(diào)度標志符，當bv＝1時，表示該傳感節(jié)點工作，否則表示不工作，進入睡眠狀態(tài)；

其中，表示鄰居節(jié)點av的位置坐標，表示兩鄰居傳感節(jié)點位置的距離，表示鄰居傳感節(jié)點av的感知半徑，xi表示傳感節(jié)點i的所有鄰居傳感節(jié)點的調(diào)度狀態(tài)集合；

(a4-2)以自身位置為中心，將周圍區(qū)域分解成大小一致的單位區(qū)域網(wǎng)格，根據(jù)如下公式判斷如果該區(qū)域網(wǎng)格中心在處于工作狀態(tài)的傳感節(jié)點的感知覆蓋區(qū)域內(nèi)，則該網(wǎng)格被覆蓋，

其中，表示集合xi下網(wǎng)格gv是否被覆蓋的標志符，通過如下公式計算區(qū)域覆蓋率：

其中，ngrid表示網(wǎng)格的個數(shù)；

根據(jù)如下公式建立區(qū)域覆蓋增量優(yōu)化模型：

max(△coveri)

其中，s.t.是subjectto的縮寫，表示需要滿足以下條件，cover(xi)表示根據(jù)節(jié)點調(diào)度狀態(tài)集合xi的區(qū)域覆蓋率，表示根據(jù)節(jié)點調(diào)度狀態(tài)集合的區(qū)域覆蓋率；

(a4-3)根據(jù)傳感節(jié)點的位置，分析傳感節(jié)點間的關(guān)系，當計算傳感節(jié)點相交時，計算被其他傳感節(jié)點覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間βab，建立圓弧覆蓋增量優(yōu)化模型；

(a4-4)分析各個傳感節(jié)點的剩余能量，根據(jù)如下公式建立剩余能量優(yōu)化模型：

其中，表示傳感節(jié)點的剩余能量，ein表示傳感節(jié)點的初始能量，表示傳感節(jié)點i的所有處于工作狀態(tài)的鄰居傳感節(jié)點個數(shù)；

(a4-5)根據(jù)區(qū)域覆蓋增量優(yōu)化模型、圓弧覆蓋增量優(yōu)化模型和剩余能量優(yōu)化模型，根據(jù)如下公式獲得綜合函數(shù)，建立多目標調(diào)度模型：

s.t.w1+w2+w3＝1

其中，f(xi)表示綜合目標函數(shù)，w1，w2和w3是權(quán)重因子且其和為1，為圓弧覆蓋增量優(yōu)化模型。

可選地，所述步驟(a4-3)中，分析傳感節(jié)點間的關(guān)系，包括如下步驟：

已知兩傳感節(jié)點的位置坐標為(xa,ya)和(xb,yb)，其感知半徑分別為ra和rb且rb>ra，令當兩傳感節(jié)點間距離小于或等于其感知半徑的差，即dab≤|rb-ra|時，且當兩傳感節(jié)點間距離大于其感知半徑的和時，兩傳感節(jié)點沒有相交；當兩傳感節(jié)點間距離大于其感知半徑的差且小于其感知半徑的和，兩傳感節(jié)點相交，計算傳感節(jié)點a被傳感節(jié)點b覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間。

可選地，所述步驟(a4-3)中，計算被其他傳感節(jié)點覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間βab包括如下步驟：

(a4-3-1)當rb≤dab≤|ra+rb|時，傳感節(jié)點a的感知圓和傳感節(jié)點b的感知圓存在參照圖3～圖6的4種相交情況相交，令經(jīng)過傳感節(jié)點a的垂直線與傳感節(jié)點a的感知圓的上圓弧的交點為c，且θ1＝∠bac，θ2＝∠bad，θ1和θ2的值為：

其中，

當xb≥xa且θ1≥θ2，βab＝[θ1-θ2θ1+θ2]；

當xb≥xa且θ1<θ2，βab＝[2π+θ1-θ22π]∪[0θ1+θ2]；

當xb<xa且θ1≥θ2，βab＝[2π-θ1-θ22π-θ1+θ2]；

當xb<xa且θ1<θ2，βab＝[2π-θ1-θ22π]∪[0θ2-θ1]；

(a4-3-2)當|rb-ra|<dab<rb時，其圓弧覆蓋區(qū)間是對稱情況的圓弧覆蓋區(qū)間的補，因此令

則根據(jù)如下公式計算被其他傳感節(jié)點覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間βab：

可選地，所述步驟(a4-3)中，根據(jù)如下公式建立圓弧覆蓋增量優(yōu)化模型：

其中，表示傳感節(jié)點i的圓弧覆蓋率增量，ycover(xi)表示根據(jù)節(jié)點調(diào)度狀態(tài)集合xi的傳感節(jié)點i的圓弧覆蓋率，表示根據(jù)節(jié)點調(diào)度狀態(tài)集合的傳感節(jié)點i的圓弧覆蓋率。

可選地，所述步驟(a5)中，根據(jù)所述調(diào)度模型計算得到鄰居傳感節(jié)點的調(diào)度方案，包括如下步驟：

(a5-1)單跳收集鄰居傳感節(jié)點的節(jié)點狀態(tài)信息包；

(a5-2)根據(jù)自身節(jié)點的位置，感知半徑和未調(diào)度傳感節(jié)點集合vz中每一個傳感節(jié)點的位置和感知半徑，判斷不等式dab≤|rb-ra|，|rb-ra|≤dab≤|rb+ra|和|rb+ra|≤dab，計算全覆蓋、相交和遠離的鄰居傳感節(jié)點集合；

(a5-3)讓全覆蓋的傳感節(jié)點處于睡眠狀態(tài)，添加到vs中，獲得相交節(jié)點集合和相交節(jié)點個數(shù)令已確定傳感節(jié)點集合

(a5-4)根據(jù)中所有傳感節(jié)點的信息，計算當前調(diào)度下的區(qū)域覆蓋率、自身節(jié)點的圓弧覆蓋率和平均剩余能量，k＝0；

(a5-5)選擇中第k個傳感節(jié)點的信息，計算增加該傳感節(jié)點后，區(qū)域覆蓋面積率，自身節(jié)點的圓弧覆蓋率增量和平均剩余能量，通過以下公式計算該傳感節(jié)點的權(quán)值：

(a5-6)k＝k+1，如果跳到步驟(a5-5)，否則根據(jù)中所有傳感節(jié)點的權(quán)值，選擇權(quán)值最大的傳感節(jié)點進入工作狀態(tài)，加入集合中，刪除中該傳感節(jié)點；

(a5-7)判斷是否空集，如果是空集，跳到步驟(a5-8)，否則判斷自身節(jié)點的圓弧覆蓋區(qū)間是否[02π]，如果不是，跳到步驟(a5-4)，否則跳到步驟(a5-8)；

(a5-8)根據(jù)當前的調(diào)度信息，向鄰居傳感節(jié)點發(fā)送調(diào)度狀態(tài)確認包，計算剛進入工作狀態(tài)的傳感節(jié)點圓弧覆蓋區(qū)間，向弧未全覆蓋的傳感節(jié)點發(fā)送調(diào)度計算啟動包。

可選地，所述傳感節(jié)點的工作方法包括如下步驟：

(b1)將傳感節(jié)點標注為未調(diào)度，并初始化參數(shù)；

(b2)判斷是否接收到傳感節(jié)點或者其他傳感節(jié)點的調(diào)度狀態(tài)確認包；如果接收到其他節(jié)點的調(diào)度狀態(tài)信息包，則判斷是否是該調(diào)度狀態(tài)確認包的目標節(jié)點，如果是，則讀取該調(diào)度狀態(tài)確認包的信息，確認自身工作狀態(tài)，進入并標注對應狀態(tài)，跳到步驟(b3)，否則，直接跳到步驟(b3)；

(b3)判斷是否接收到傳感節(jié)點或者其他傳感節(jié)點的調(diào)度計算啟動包，如果是，則啟動所述傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法，判斷周圍未調(diào)度傳感節(jié)點的工作狀態(tài)，發(fā)送調(diào)度狀態(tài)確認包和調(diào)度計算啟動包，跳到步驟(b5)，否則跳到步驟(b4)；

(b4)判斷是否超出調(diào)度判斷時間后仍未收到調(diào)度確認包或調(diào)度計算啟動包，如果是，則尋找傳感節(jié)點的路徑；如果存在到傳感節(jié)點的路徑，則調(diào)度路徑中的睡眠傳感節(jié)點進入工作狀態(tài)，并啟動所述傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法，判斷周圍未調(diào)度傳感節(jié)點的工作狀態(tài)，發(fā)送調(diào)度狀態(tài)確認包和調(diào)度計算啟動包，跳到步驟(b5)，否則，進入并標注為睡眠狀態(tài)，并跳到步驟(b2)；

(b5)判斷是否接收到鄰居傳感節(jié)點的能量失效通知包，如果是，則延遲預設時間間隔后，啟動覆蓋盲區(qū)的修復，跳到步驟(b6)，否則，直接跳到步驟(b6)；

(b6)判斷是否接收到傳感節(jié)點的路由信息包，如果是，則更新其鄰居節(jié)點信息表，跳到步驟(b7)，否則，直接跳到步驟(b7)

(b7)判斷傳感節(jié)點是否在工作狀態(tài)，如果是，則感知數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳給傳感節(jié)點，跳到步驟(b2)，否則，直接跳到步驟(b2)。

可選地，所述步驟(b5)中，啟動覆蓋盲區(qū)的修復，包括如下步驟：

(b5-1)接收到鄰居傳感節(jié)點的失效通知包，延時與剩余能量成正比的預設延遲時間后啟動睡眠節(jié)點的調(diào)度；

(b5-2)預設延時時間到后，不考慮失效的鄰居傳感節(jié)點，判斷自身感知弧是否全覆蓋，如果已經(jīng)全覆蓋，則跳出，否則計算未覆蓋圓弧區(qū)間β1；

(b5-3)從鄰居信息表中獲知睡眠狀態(tài)的傳感節(jié)點和個數(shù)nl，根據(jù)公式計算每一個鄰居傳感節(jié)點與自身傳感節(jié)點的圓弧覆蓋區(qū)間βi，令k2＝1；

(b5-4)選擇一個鄰居節(jié)點，判斷自身節(jié)點被其覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間是否包含β1，如果不存在，k2＝k2+1，重新跳到步驟(b5-4)，否則獲知所有的傳感節(jié)點可性能，跳到步驟(b5-5)；

(b5-5)計算所有傳感節(jié)點可能性，計算增加每一種可能性后，區(qū)域覆蓋率增量，自身節(jié)點的弧覆蓋率增量和平均剩余能量，通過公式計算每一種可能性權(quán)值；

(b5-6)選擇一種最大權(quán)值的傳感節(jié)點方案，通知睡眠的傳感節(jié)點進入工作狀態(tài)，從睡眠狀態(tài)進入工作狀態(tài)的傳感節(jié)點廣播通知其周圍鄰居節(jié)點，其鄰居節(jié)點更新鄰居信息表。

采用該發(fā)明的異構(gòu)無線傳感網(wǎng)的傳感節(jié)點調(diào)度方法，提出了區(qū)域覆蓋增量優(yōu)化模型，圓弧覆蓋增量優(yōu)化模型和剩余能量優(yōu)化模型，建立多目標調(diào)度模型，解決了傳感節(jié)點感知異構(gòu)的調(diào)度模型問題；提出啟發(fā)式求解方法求解調(diào)度模型，可獲得傳感節(jié)點的最優(yōu)調(diào)度方案，在保證區(qū)域覆蓋率的前提下，提高了網(wǎng)絡生存時間；提出喚醒睡眠傳感節(jié)點的覆蓋盲區(qū)修復方法，充分利用傳感節(jié)點的能量，最大化區(qū)域覆蓋率；總之，本方法提高了網(wǎng)絡生存時間和傳感節(jié)點存活個數(shù)，保持平均節(jié)點能耗在較低的水平。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的匯聚節(jié)點和傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法的工作流程圖；

圖2是本發(fā)明的傳感節(jié)點的工作流程圖；

圖3～圖6是本發(fā)明的相交圓間的圓弧覆蓋區(qū)間計算方法示例圖；

圖7是本發(fā)明的圓的對稱變化示例圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例來進行進一步的描述。

參照圖1～7，本發(fā)明提出了一種異構(gòu)無線傳感網(wǎng)的傳感節(jié)點調(diào)度方法，包括匯聚節(jié)點和傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法和傳感節(jié)點的工作方法。

參照圖1，匯聚節(jié)點和傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法如下：

(a1)初始化節(jié)點；

(a2)向周圍鄰居傳感節(jié)點廣播信息收集包；

(a3)接收鄰居傳感節(jié)點的包含位置、感知范圍、剩余能量、是否調(diào)度等內(nèi)容的信息包；

(a4)建立調(diào)度模型。調(diào)度模型的建立方法如下：

(a4-1)分析中處于工作狀態(tài)的所有傳感節(jié)點，分析自身感知區(qū)域不能被其他傳感節(jié)點的感知區(qū)域完全覆蓋，建立不完全覆蓋約束條件。其中表示節(jié)點i的所有未調(diào)度鄰居傳感節(jié)點的調(diào)度狀態(tài)集合，表示節(jié)點i的所有未調(diào)度鄰居傳感節(jié)點個數(shù)，xv是一個1×2的數(shù)據(jù)，即[avbv]。av表示節(jié)點的id，bv表示傳感節(jié)點的調(diào)度標志符。當bv＝1時，表示該節(jié)點工作，否則表示不工作，進入睡眠狀態(tài)。

其中，表示鄰居節(jié)點av的位置坐標，表示兩位置的距離，表示鄰居節(jié)點av的感知半徑，xi表示節(jié)點i的所有鄰居傳感節(jié)點的調(diào)度狀態(tài)集合。

(a4-2)以自身位置為中心，將周圍區(qū)域分解成大小一致的單位網(wǎng)格。如果該區(qū)域網(wǎng)格中心在處于工作狀態(tài)的傳感節(jié)點的感知覆蓋區(qū)域內(nèi)，該網(wǎng)格被覆蓋，即

其中，表示集合xi下網(wǎng)格gv是否被覆蓋的標志符。通過公式(3)計算區(qū)域覆蓋率。

其中，ngrid表示網(wǎng)格的個數(shù)。建立區(qū)域覆蓋增量優(yōu)化模型。

max(△coveri)(4)

其中，s.t.是subjectto的縮寫，表示需要滿足以下條件，cover(xi)表示根據(jù)節(jié)點調(diào)度狀態(tài)集合xi的區(qū)域覆蓋率，表示根據(jù)節(jié)點調(diào)度狀態(tài)集合的區(qū)域覆蓋率。

(a4-3)根據(jù)傳感節(jié)點的位置，分析傳感節(jié)點間的關(guān)系。當計算傳感節(jié)點相交時，計算被其他傳感節(jié)點覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間βab，建立圓弧覆蓋增量優(yōu)化模型。

傳感節(jié)點間的關(guān)系分析方法如下：參照圖3～圖6，已知兩傳感節(jié)點的位置坐標為(xa,ya)和(xb,yb)，其感知半徑分別為ra和rb且rb>ra，令當兩傳感節(jié)點間距離小于或等于其感知半徑的差，即

dab≤|rb-ra|(5)

當兩傳感節(jié)點間距離大于其感知半徑的和，兩傳感節(jié)點沒有相交。當兩傳感節(jié)點間距離大于其感知半徑的差且小于其感知半徑的和，兩傳感節(jié)點相交，計算傳感節(jié)點a被傳感節(jié)點b覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間。

自身傳感節(jié)點被其他傳感節(jié)點覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間βab的計算方法如下：

(a4-3-1)當rb≤dab≤|ra+rb|時，傳感節(jié)點a的感知圓和傳感節(jié)點b的感知圓存在參照圖3～圖6的4種相交情況。令經(jīng)過a點的垂直線與上圓弧的交點為c，且θ1＝∠bac，θ2＝∠bad。θ1和θ2的值為

其中，

當xb≥xa且θ1≥θ2，參照圖3所示，

βab＝[θ1-θ2θ1+θ2](8)

當xb≥xa且θ1<θ2，參照圖4所示，直線ab將βab分成兩部分，即

βab＝[2π+θ1-θ22π]∪[0θ1+θ2](9)

當xb<xa且θ1≥θ2，參照圖5所示，

βab＝[2π-θ1-θ22π-θ1+θ2](10)

當xb<xa且θ1<θ2，參照圖6所示，直線ab將βab分成兩部分，即

βab＝[2π-θ1-θ22π]∪[0θ2-θ1](11)

(a4-3-2)當|rb-ra|<dab<rb時，參照圖7，尋找圓點關(guān)于直線de對稱，且半徑仍為rb的圓，則可轉(zhuǎn)換成參照圖7中的情況，其圓弧覆蓋區(qū)間是對稱情況的圓弧覆蓋區(qū)間的補。因此令

則

建立的圓弧覆蓋增量優(yōu)化模型如下。

其中，表示傳感節(jié)點i的圓弧覆蓋率增量。ycover(xi)表示根據(jù)節(jié)點調(diào)度狀態(tài)集合xi的傳感節(jié)點i的圓弧覆蓋率，表示根據(jù)節(jié)點調(diào)度狀態(tài)集合的傳感節(jié)點i的圓弧覆蓋率。

(a4-4)分析節(jié)點的剩余能量，建立剩余能量優(yōu)化模型。

其中，表示傳感節(jié)點的剩余能量，ein表示傳感節(jié)點的初始能量，表示節(jié)點i的所有處于工作狀態(tài)的鄰居傳感節(jié)點個數(shù)。

(a4-5)根據(jù)優(yōu)化模型(4),(14)和(15)，獲得綜合函數(shù)，建立多目標調(diào)度模型。

s.t.w1+w2+w3＝1

約束條件(4.a),(14.a)-(14.d),(15.a)-(15.b)

其中，f(xi)表示綜合目標函數(shù)，w1，w2和w3是權(quán)重因子且其和為1。

(a5)求解該調(diào)度模型獲得鄰居節(jié)點的調(diào)度方案。調(diào)度模型的求解方法如下：

(a5-1)單跳收集鄰居傳感節(jié)點的位置、感知半徑、剩余能量等信息。

(a5-2)根據(jù)自身節(jié)點的位置，感知半徑和未調(diào)度傳感節(jié)點集合vz中每一個傳感節(jié)點的位置和感知半徑，判斷不等式dab≤|rb-ra|，|rb-ra|≤dab≤|rb+ra|和|rb+ra|≤dab，計算全覆蓋，相交和遠離的鄰居傳感節(jié)點集合。

(a5-3)讓全覆蓋的節(jié)點處于睡眠狀態(tài)，添加到vs中，獲得相交節(jié)點集合和相交節(jié)點個數(shù)令已確定傳感節(jié)點集合

(a5-4)根據(jù)中所有傳感節(jié)點的信息，計算當前調(diào)度下的區(qū)域覆蓋率，自身節(jié)點的圓弧覆蓋率和平均剩余能量。k＝0。

(a5-5)選擇中第k個傳感節(jié)點的信息，計算增加該傳感節(jié)點后，區(qū)域覆蓋面積率，自身節(jié)點的圓弧覆蓋率增量和平均剩余能量，通過以下公式計算該傳感節(jié)點的權(quán)值。

(a5-6)k＝k+1。如果跳到步驟(a5-5)，否則根據(jù)中所有傳感節(jié)點的權(quán)值，選擇權(quán)值最大的傳感節(jié)點進入工作狀態(tài)，加入集合中，刪除中該傳感節(jié)點。

(a5-7)判斷是否空集。如果是空集，跳到步驟(a5-8)，否則判斷自身節(jié)點的圓弧覆蓋區(qū)間是否[02π]。如果不是，跳到步驟(a5-4)，否則跳到步驟(a5-8)。

(a5-8)根據(jù)當前的調(diào)度信息，向鄰居傳感節(jié)點發(fā)送調(diào)度狀態(tài)確認包。計算剛進入工作狀態(tài)的傳感節(jié)點圓弧覆蓋區(qū)間，向弧未全覆蓋的傳感節(jié)點發(fā)送調(diào)度計算啟動包。

(a6)根據(jù)傳感節(jié)點調(diào)度方案，向鄰居傳感節(jié)點發(fā)送調(diào)度狀態(tài)確認包，向未全覆蓋傳感節(jié)點發(fā)送調(diào)度工作啟動包，啟動新一輪調(diào)度計算。

傳感節(jié)點的工作方法如下步驟：

(b1)傳感節(jié)點標注為未調(diào)度，并初始化參數(shù)；

(b2)判斷是否接收到匯聚節(jié)點或者其他傳感節(jié)點的調(diào)度狀態(tài)確認包；如果接收到其他節(jié)點的調(diào)度狀態(tài)信息包，則判斷是否是該包的目標節(jié)點。如果是，則讀取該包的信息，確認自身工作狀態(tài)，進入并標注對應狀態(tài)。跳到步驟(b3)，否則，直接跳到步驟(b3)；

(b3)判斷是否接收到匯聚節(jié)點或者其他傳感節(jié)點的調(diào)度計算啟動包，如果是，則啟動傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法，判斷周圍未調(diào)度傳感節(jié)點的工作狀態(tài)，發(fā)送調(diào)度狀態(tài)確認包和調(diào)度計算啟動包，跳到步驟(b5)，否則跳到步驟(b4)；傳感節(jié)點的調(diào)度計算方法和匯聚節(jié)點的調(diào)度計算方法相同；

(b4)判斷是否超出調(diào)度判斷時間后仍未收到調(diào)度確認包或調(diào)度計算啟動包，如果是，則尋找匯聚節(jié)點的路徑；如果存在到匯聚節(jié)點的路徑，則調(diào)度路徑中的睡眠傳感節(jié)點進入工作狀態(tài)，并啟動傳感節(jié)點的鄰居傳感節(jié)點調(diào)度計算方法，判斷周圍未調(diào)度傳感節(jié)點的工作狀態(tài)，發(fā)送調(diào)度狀態(tài)確認包和調(diào)度計算啟動包，跳到步驟(b5)。否則，進入并標注為睡眠狀態(tài)，并跳到步驟(b2)；傳感節(jié)點的調(diào)度計算方法和匯聚節(jié)點的調(diào)度計算方法相同；

(b5)判斷是否接收到鄰居傳感節(jié)點的能量失效通知包，如果是，則延遲10s時間后，啟動覆蓋盲區(qū)的修復。跳到步驟(b6)，否則，直接跳到步驟(b6)；

其中，覆蓋盲區(qū)的修復方法具體步驟如下：

(b5-1)接收到鄰居傳感節(jié)點的失效通知包，延時與剩余能量成正比的時間后啟動睡眠節(jié)點的調(diào)度。

(b5-2)延時時間到后，不考慮失效鄰居傳感節(jié)點，判斷自身感知弧是否全覆蓋。如果已經(jīng)全覆蓋，則跳出，否則計算未覆蓋圓弧區(qū)間β1。

(b5-3)從鄰居信息表中獲知睡眠狀態(tài)的傳感節(jié)點和個數(shù)nl，根據(jù)公式(6)-(11)計算每一個鄰居傳感節(jié)點與自身傳感節(jié)點的圓弧覆蓋區(qū)間βi。令k2＝1。

(b5-4)選擇一個鄰居節(jié)點，判斷自身節(jié)點被其覆蓋的圓弧覆蓋區(qū)間是否包含β1。如果不存在，k2＝k2+1，重新跳到步驟(b5-4)，否則獲知所有的節(jié)點可性能，跳到步驟(b5-5)。

(b5-5)計算所有節(jié)點可能性，計算增加每一種可能性后，區(qū)域覆蓋率增量，自身節(jié)點的弧覆蓋率增量和平均剩余能量，通過公式(17)計算每一種可能性權(quán)值。

(b5-6)選擇最大一種權(quán)值的傳感節(jié)點方案，通知這些睡眠傳感節(jié)點進入工作狀態(tài)。從睡眠狀態(tài)進入工作狀態(tài)的傳感節(jié)點廣播通知其周圍鄰居節(jié)點，其鄰居節(jié)點更新鄰居信息表。

(b6)判斷是否接收到傳感節(jié)點的路由信息包，如果是，則更新其鄰居節(jié)點信息表。跳到步驟(b7)，否則，直接跳到步驟(b7)；

(b7)判斷傳感節(jié)點是否在工作狀態(tài)，如果是，則感知數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳給匯聚節(jié)點。跳到步驟(b2)，否則，直接跳到步驟(b2)；

采用該發(fā)明的異構(gòu)無線傳感網(wǎng)的傳感節(jié)點調(diào)度方法，提出了區(qū)域覆蓋增量優(yōu)化模型，圓弧覆蓋增量優(yōu)化模型和剩余能量優(yōu)化模型，建立多目標調(diào)度模型，解決了傳感節(jié)點感知異構(gòu)的調(diào)度模型問題；提出啟發(fā)式求解方法求解調(diào)度模型，可獲得傳感節(jié)點的最優(yōu)調(diào)度方案，在保證區(qū)域覆蓋率的前提下，提高了網(wǎng)絡生存時間；提出喚醒睡眠傳感節(jié)點的覆蓋盲區(qū)修復方法，充分利用傳感節(jié)點的能量，最大化區(qū)域覆蓋率；總之，本方法提高了網(wǎng)絡生存時間和傳感節(jié)點存活個數(shù)，保持平均節(jié)點能耗在較低的水平。

在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。