[發(fā)明專利]一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的事件檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210118053.4
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102665253A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑞華;梁宇;陳中偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H04W40/18
• 分類號: H04W40/18;H04W84/18
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的事件檢測方法，其特征是，它的過程為：

(1)在事件監(jiān)測區(qū)域均勻的布置相應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)，定義相鄰節(jié)點(diǎn)間的權(quán)值函數(shù)，將節(jié)點(diǎn)的原始檢測值，轉(zhuǎn)化為鄰居之間的權(quán)值，并保證節(jié)點(diǎn)之間檢測值差距越大得到的權(quán)值越小；同時(shí)，滿足條件的權(quán)值上傳至sink節(jié)點(diǎn)；

(2)sink節(jié)點(diǎn)根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)上傳的信息還原出傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洌a(bǔ)全所有節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，形成完整的節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)值網(wǎng)絡(luò)；利用連通集合相鄰關(guān)系得到初始的節(jié)點(diǎn)集合S_in，T_in；

(3)基于搜索樹設(shè)計(jì)最大流算法，根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的權(quán)值劃分網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分成集合S_out和集合T_out，并保證劃分開的權(quán)值和最小，即從節(jié)點(diǎn)檢測值差距最大的地方劃分開；根據(jù)最大流算法的輸出結(jié)果直接找到事件邊界；

(4)根據(jù)節(jié)點(diǎn)上傳權(quán)值時(shí)隱含的方向，進(jìn)一步確定事件區(qū)域，即檢測值大的節(jié)點(diǎn)所在區(qū)域是事件區(qū)域，其它區(qū)域?yàn)檎^(qū)域。

2.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的事件檢測方法，其特征是，具體步驟為：

(1)把監(jiān)測區(qū)域劃分成若干個(gè)均勻的網(wǎng)格，節(jié)點(diǎn)處于每個(gè)網(wǎng)格的中心位置，即以節(jié)點(diǎn)的傳感距離為半徑畫圓，其內(nèi)接正方形的邊長就是每個(gè)網(wǎng)格的邊長；sink節(jié)點(diǎn)位于監(jiān)測區(qū)域的任一位置；節(jié)點(diǎn)布置好后靜止不動；

(2)網(wǎng)絡(luò)布置好后，所有N個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)以泛洪方式將自身信息(ID_i，X_i，Y_i)上傳給sink節(jié)點(diǎn)，其中i≤N，ID_i是節(jié)點(diǎn)i的編號，(X_i，Y_i)是節(jié)點(diǎn)i的位置坐標(biāo)；Sink節(jié)點(diǎn)根據(jù)節(jié)點(diǎn)發(fā)來的信息還原出監(jiān)測區(qū)域節(jié)點(diǎn)的布局情況；

(3)定義權(quán)值函數(shù)并計(jì)算相鄰節(jié)點(diǎn)間的權(quán)值；權(quán)值W(p，q)是節(jié)點(diǎn)p、q之間的權(quán)值，作為權(quán)值網(wǎng)絡(luò)中邊(p，q)的容量；要將傳感器節(jié)點(diǎn)的原始檢測值，轉(zhuǎn)化成節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)值，基于最大流最小割理論，權(quán)值函數(shù)要滿足節(jié)點(diǎn)檢測值差距越大，兩節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)值越小，故定義的權(quán)值函數(shù)為公式(1)：

W(p,q)=k*exp(-(Ip-Iq)2cδ2)*1dist(p,q)---(1)]]>

其中，W(p，q)是節(jié)點(diǎn)p、q之間的權(quán)值，I_p是節(jié)點(diǎn)p的檢測值，I_q是節(jié)點(diǎn)q的檢測值，dist(p，q)是節(jié)點(diǎn)p、q之間的距離，δ是根據(jù)應(yīng)用背景設(shè)置的某屬性值的最大值，k、c是常數(shù)，引入?yún)?shù)k的目的是使權(quán)值為整數(shù)，參數(shù)c和δ的引入，一方面使參數(shù)容易調(diào)整，另一方面減少上傳的信息量；，每條邊的初始剩余權(quán)值為該邊的權(quán)值，即W_f(p，q)＝W(p，q)；

當(dāng)節(jié)點(diǎn)p的檢測值時(shí)，才與其鄰居交換一次信息，節(jié)點(diǎn)p與其鄰居交換信息后，利用公式(1)計(jì)算權(quán)值W(p，q)；為節(jié)省能耗減少信息傳輸量，使處于正常區(qū)域不受事件影響的節(jié)點(diǎn)不上傳數(shù)據(jù)，設(shè)置閾值根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境設(shè)定，這里的閾值對檢測精確度關(guān)聯(lián)不大，只影響到數(shù)據(jù)傳輸量；

(4)當(dāng)權(quán)值低于另一閾值即時(shí)，則由p、q中檢測值較大的節(jié)點(diǎn)將信息上傳給sink節(jié)點(diǎn)；上傳時(shí)隱含方向，即第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的檢測值高于第二個(gè)節(jié)點(diǎn)的檢測值，使無線傳感網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為有向的權(quán)值網(wǎng)絡(luò)；

(5)sink節(jié)點(diǎn)掃描形成的權(quán)值網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌玫匠跏嫉募蟃_in和S_in，兩集合的交集為空；

(6)運(yùn)行設(shè)計(jì)的最大流算法，把權(quán)值網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)劃分成集合T_out和S_out，并保證劃分開的權(quán)值和最小，即得到事件的邊界；

(7)根據(jù)上傳權(quán)值時(shí)隱含的方向，進(jìn)一步確定事件區(qū)域，即檢測值大的節(jié)點(diǎn)所在區(qū)域是事件區(qū)域。