[發明專利]一種無線傳感器網絡中傳感器節點的配置方法和裝置

有效

• 申請號: 200910083037.4
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN101541015A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 藺智挺;趙保華;屈玉貴;陳磊
• 申請（專利權）人: 安徽漢高電子科技有限公司;中國科學技術大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W84/18
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明;孟麗娟

技術領域

本發明涉及傳感器網絡，具體涉及一種無線傳感器網絡中傳感器節點的配置方法和裝置。

背景技術

無線傳感器網絡是一種特殊的無線自組網，在這種網絡中，所有的(或者大多數)無線設備都具有很小的傳感器，這些傳感器自身只有有限的處理和通訊能力，通過傳感器節點進行監測，將采集數據送往基站處理的技術可觀測包括交通，天氣，地震活動，戰場上的軍隊移動，建筑和橋梁承受的壓力等許多事情。

無線傳感器網絡中的覆蓋問題主要分為最小化傳感器放置位置可控目標區域所需傳感器數目和最小化傳感器放置位置非可控目標區域所需傳感器數目，本發明針對的是最小化傳感器放置位置可控目標區域所需傳感器數目的無線傳感器網絡中的覆蓋問題。

目前在最小化傳感器放置位置可控目標區域所需傳感器數目的無線傳感器網絡中傳感器節點的配置主要有最大化平均覆蓋和改善最弱覆蓋區域等方法，它們都沒有考慮傳感器探測角度和探測距離受限性，并且未考慮冗余覆蓋，容易造成某一區域被多個傳感器節點覆蓋的問題，從而導致加重網路通信負擔，浪費節點能量和縮短網路壽命等情況，同時它們都是基于二維平面網絡設計的，并沒有考慮傳感器的放置高度，不能有效的優化網絡傳感器數目。

發明內容

本發明實施例提供了一種無線傳感器網絡中傳感器節點的配置方法和裝置，解決了傳感器節點冗余覆蓋問題，有效的減少了網絡中傳感器節點的數目并節省了節點能量。

本發明實施例提供了一種無線傳感器網絡中傳感器節點的配置方法，包括，

將無線傳感器網絡劃分柵格；

確定所述柵格包含的柵格點上的目標被柵格點上的傳感器發現概率或傳感器未發現概率：

柵格點j上的目標被柵格點i上的傳感器發現的概率P_ij具體為，其中i和j均是小于等于柵格點總數N的正整數：

柵格點j上的目標在柵格點i上的傳感器的視角范圍外或受障礙物阻擋時，P_ij＝0；

柵格點j上的目標在柵格點i上的傳感器的視角范圍內且不受障礙物阻擋時，其中α′為探測敏感度衰減因子；d_ij表示柵格點j上的目標與柵格點i上的傳感器之間的距離，r₁為完全影響半徑，在柵格點i上的傳感器一定能發現r₁內的目標；r₂為無影響半徑，在柵格點i上的傳感器不能發現r₂外的目標；

所述傳感器未發現概率具體為m_ij＝1-P_ij；

根據所述傳感器發現概率及預定的傳感器發現概率門限，或根據所述傳感器未發現概率及預定的傳感器未發現概率門限，確定傳感器在柵格上的最優位置。

本發明實施例提供了一種無線傳感器網絡中傳感器節點的配置裝置，包括，

柵格劃分模塊，用于將無線傳感器網絡劃分柵格；

概率確定模塊，用于確定柵格劃分模塊劃分的柵格包含的柵格點上的目標被柵格點上的傳感器發現概率或傳感器未發現概率；

柵格點j上的目標被柵格點i上的傳感器發現的概率P_ij具體為，其中i和j均是小于等于柵格點總數N的正整數：

柵格點j上的目標在柵格點i上的傳感器的視角范圍外或受障礙物阻擋時，P_ij＝0；

柵格點j上的目標在柵格點i上的傳感器的視角范圍內且不受障礙物阻擋時，其中α′為探測敏感度衰減因子；d_ij表示柵格點j上的目標與柵格點i上的傳感器之間的距離，r₁為完全影響半徑，在柵格點i上的傳感器一定能發現r₁內的目標；r₂為無影響半徑，在柵格點i上的傳感器不能發現r₂外的目標；

所述傳感器未發現概率具體為m_ij＝1-P_ij；

位置確定模塊，用于根據概率確定模塊得到的傳感器發現概率及預定的傳感器發現概率門限，或根據得到的傳感器未發現概率及預定的傳感器未發現概率門限，確定傳感器在柵格上的最優位置。

本發明實施例考慮了傳感器探測角度和探測距離受限性，從而解決了傳感器節點冗余覆蓋問題，有效的減少了網絡中傳感器節點的數目并節省了節點能量。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種無線傳感器網絡中傳感器節點的配置的裝置結構示意圖；

圖2為本發明實施例所述的位置確定模塊3的結構示意圖；