[發(fā)明專利]一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010615294.0
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102065447A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張軍國;周峰;李文彬;鄭福
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;孟麗娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署方法。

背景技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)集成傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)和無線通信技術(shù)，是一種新興的信息獲取和處理技術(shù)。其中，節(jié)點的部署是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所要解決的首要問題，在保證整個網(wǎng)絡(luò)覆蓋且連通的情況下，希望節(jié)點數(shù)量盡可能少，以優(yōu)化節(jié)點的部署。規(guī)格化的部署方式是一種重要的節(jié)點部署方式，規(guī)格化部署是指以等邊的幾何圖形為單元的網(wǎng)狀部署方式。目前，對規(guī)格化部署方式的研究較少，還沒有針對規(guī)格化部署提出優(yōu)化的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署方法，從而實現(xiàn)規(guī)格化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化部署。

一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署方法，預先配置多個規(guī)格化部署方式，該方法包括：

獲得傳感器節(jié)點的通信半徑和感知半徑，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個傳感器節(jié)點的通信半徑相同，各個傳感器節(jié)點的感知半徑相同；

得到所述通信半徑與感知半徑的比值；

查找預先設(shè)置的最優(yōu)化部署方式對應關(guān)系，確定所述通信半徑與感知半徑的比值對應的最優(yōu)的規(guī)格化部署方式；

按照確定的最優(yōu)的規(guī)格化部署方式部署傳感器節(jié)點。

本發(fā)明實施例提供的方法，由于本發(fā)明通過預先配置的r_C/r_S與不同規(guī)格化最優(yōu)部署方式的對應關(guān)系，在獲知通信半徑與感知半徑后，即可通過查找對應關(guān)系迅速確定最優(yōu)的規(guī)格化部署方式，從而降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的正六邊形規(guī)格化部署方式示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的非正等邊六邊形規(guī)格化部署方式示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的正方形規(guī)格化部署方式示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的菱形規(guī)格化部署方式示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的正三角形規(guī)格化部署方式示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的方法流程圖。

具體實施方式

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每個傳感器節(jié)點均具備感知能力和通信能力。其中，用感知半徑表示傳感器節(jié)點的感知能力，如果無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的給定區(qū)域在各個傳感器節(jié)點的感知覆蓋范圍內(nèi)，則該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點部署滿足覆蓋性要求；傳感器節(jié)點在其通信能力覆蓋范圍內(nèi)能夠與其他節(jié)點進行數(shù)據(jù)通信，在本發(fā)明實施例中，用通信半徑表示傳感器節(jié)點的通信能力，如果無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個傳感器節(jié)點均能與至少一個其他傳感器節(jié)點進行通信，則該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點部署滿足連通性要求。為了降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)成本、降低通信能耗，在保證整個網(wǎng)絡(luò)覆蓋和連通的情況下，應該使節(jié)點數(shù)量最少。因此，最優(yōu)化部署方式是保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋及連通時，節(jié)點數(shù)量最少的部署方式。

本發(fā)明針對規(guī)格化的傳感器節(jié)點部署提出一種最優(yōu)部署的方法。其中，規(guī)格化部署是指，以等邊的幾何圖形為單元對傳感器節(jié)點進行網(wǎng)狀部署，每個傳感器節(jié)點的感知半徑相同(感知半徑可用r_S表示)，且每個傳感器節(jié)點的通信半徑相同(通信半徑可用r_C表示)。在本發(fā)明實施例中，定義了規(guī)格化部署的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點所占的平均面積(這里記作λ)。網(wǎng)絡(luò)中的每個傳感器節(jié)點的λ相同，各個傳感器節(jié)點的λ之間相鄰但不相互重疊，因此，其中，S_P表示規(guī)格化部署的單元幾何圖形的面積，N_P表示單元幾何圖形上分布的傳感器節(jié)點數(shù)，N_n表示共享一個傳感器節(jié)點的單元幾何圖形數(shù)。當整個網(wǎng)絡(luò)需要覆蓋和連通的區(qū)域不變時，每個傳感器節(jié)點所占的平均面積越大，則所需的傳感器節(jié)點越少。

作為舉例而非限定，本發(fā)明實施例涉及到的規(guī)格化部署方式包括：正六邊形規(guī)格化部署方式、非正等邊六邊形規(guī)格化部署方式、正方形規(guī)格化部署方式、菱形規(guī)格化部署方式，以及正三角形規(guī)格化部署方式等等。

(一)正六邊形規(guī)格化部署方式的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點呈正六邊形網(wǎng)狀部署，即單元幾何圖形為正六邊形。

設(shè)正方形的邊長為L_H(即傳感器節(jié)點之間的物理距離)，則正方形部署方式中，傳感器節(jié)點所占的平均面積在正六邊形中，設(shè)中心點為O_H，以各頂點為圓心，以圓心到O_H的線段(線段的長度為r_S)為半徑畫圓(該圓表示各個傳感器節(jié)點的感知覆蓋范圍)，則剛好能夠滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性要求。因此，r_S≥L_H。