[發(fā)明專利]滿足給定連通度的弧線型規(guī)則帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810061196.X
• 申請(qǐng)日: 2008-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN101247303A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海濤;張寶賢;高雪;趙壯;姚鄭;黃奎;張鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心
• 主分類號(hào): H04L12/28
• 分類號(hào): H04L12/28;H04L12/56
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 沈志良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種面向帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(下面簡(jiǎn)稱：帶狀網(wǎng)或帶狀傳感網(wǎng))的最小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)部署方法，特別是一種滿足給定連通度的弧線型規(guī)則帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)方法。

背景技術(shù)

帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在圍界仿入侵、智能交通系統(tǒng)、河流/橋梁監(jiān)控等方面具有廣泛的應(yīng)用前景，最近正成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的一個(gè)分支，并開始得到很多實(shí)際有效應(yīng)用。帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最主要的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)部署呈帶狀、網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有能量有限、數(shù)量大等。帶狀傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要部署形式有環(huán)型、沿曲線部署、多重環(huán)型拓?fù)洹⒁约坝蛇@些基本結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜帶狀拓?fù)涞取顐鞲芯W(wǎng)“帶”的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，這些特點(diǎn)使得帶狀傳感器網(wǎng)絡(luò)的健壯度成為部署這類網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)問題。帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的健壯度由帶狀網(wǎng)絡(luò)的連通度來衡量，連通度越高的網(wǎng)絡(luò)，其健壯度也越高。目前尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署方法方面的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)出一種滿足給定連通度的弧線型規(guī)則帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)方法。本發(fā)明給出了詳細(xì)流程，通過這種方法，在給定節(jié)點(diǎn)條件、帶狀網(wǎng)連通度要求下，可以最小化帶狀網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)模。

本發(fā)明針對(duì)沿弧線部署的規(guī)則型帶狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的健壯度網(wǎng)絡(luò)部署的問題，提出了如下技術(shù)方案：包括：

方案一

1)節(jié)點(diǎn)沿弧線等距離部署，每個(gè)位置只部署一個(gè)節(jié)點(diǎn)；

2)根據(jù)第1)條，提出滿足給定連通度(K)的相鄰節(jié)點(diǎn)最大部署間隔(x)的計(jì)算方法；

3)根據(jù)第2)條，確定最小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方法。

方案二

1)節(jié)點(diǎn)沿弧線等距離部署，每個(gè)位置部署M個(gè)節(jié)點(diǎn)，M≥2；

2)根據(jù)第1)條，提出滿足給定連通度(K)的相鄰節(jié)點(diǎn)最大部署間隔(x)的計(jì)算方法；

3)根據(jù)第2)條，確定最小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方法。

方案三

1)沿弧線部署多行節(jié)點(diǎn)，每列節(jié)點(diǎn)M個(gè)，M≥2，每條弧線上節(jié)點(diǎn)等規(guī)則部署，每列節(jié)點(diǎn)的延長(zhǎng)線與弧的圓心相交，帶狀傳感器網(wǎng)絡(luò)的寬度為L(zhǎng)，其半徑R₂

2)根據(jù)第1)條，提出滿足給定連通度(K)的相鄰節(jié)點(diǎn)在第i圈弧上的最大允許距離最大部署間隔(x_i)的計(jì)算方法；

3)根據(jù)第2)條，確定最小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方法。

本發(fā)明的帶狀網(wǎng)部署地段預(yù)先給定，且Sink節(jié)點(diǎn)的位置預(yù)先決定的。。

總之，本發(fā)明涉及的規(guī)則帶狀傳感器網(wǎng)絡(luò)部署方法具有簡(jiǎn)單、保障網(wǎng)絡(luò)連通度等優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的部署方法的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、有效保障網(wǎng)絡(luò)連通度，網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性好等。

附圖說明

圖1：沿弧線部署的規(guī)則帶狀傳感器網(wǎng)絡(luò)圖(節(jié)點(diǎn)傳輸半徑較小，使得一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)僅有兩個(gè)鄰居)，圖中每位置部署單個(gè)節(jié)點(diǎn)。

圖2：沿弧線部署的規(guī)則帶狀傳感器網(wǎng)絡(luò)圖(節(jié)點(diǎn)傳輸半徑較大，使得一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)有多個(gè)鄰居)，圖中每位置部署單個(gè)節(jié)點(diǎn)。

圖3：沿弧線部署的規(guī)則帶狀傳感器網(wǎng)絡(luò)圖，圖中每位置部署2個(gè)節(jié)點(diǎn)。

圖4：沿弧線部署的規(guī)則窄帶帶狀傳感器網(wǎng)絡(luò)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

對(duì)于本發(fā)明中涉及的帶狀傳感網(wǎng)的連通度，這里作一定義。該定義需要從兩個(gè)方面來闡述：(1)傳感器節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink)的連通能力；(2)臨近Sink節(jié)點(diǎn)之間的連通能力。現(xiàn)對(duì)對(duì)這兩方面進(jìn)行分析和闡述，引出帶狀無線傳感網(wǎng)連通度的定義。

任意傳感器節(jié)點(diǎn)到Sink的連通能力：給定網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)傳感器x，刪除掉多少個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)就可以使得該傳感器到任何Sink的連接中斷，表征著該段帶狀網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集的健壯能力。存在兩種情況，一種是處在兩個(gè)Sink之間的那些傳感器，另外一種是處在帶狀的一端，只與一個(gè)Sink相鄰。對(duì)于前一種情況，對(duì)于一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，在以該節(jié)點(diǎn)為中心的2倍傳輸半徑內(nèi)不存在任何其它傳感器節(jié)點(diǎn)，則該節(jié)點(diǎn)到Sink的連接必然中斷。對(duì)于帶狀網(wǎng)來說，則是指2倍傳輸半徑距離上的帶狀網(wǎng)段只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)。對(duì)于后一種情況，對(duì)于一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，若它和Sink之間存在一倍傳輸半徑距離上的帶狀網(wǎng)段沒有節(jié)點(diǎn)，則它與Sink連接中斷。