[發明專利]一種基于回收替換的覆蓋空洞消除方法

有效

• 申請號: 201310581075.9
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103716806B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 范興剛;林星星;張兆娟;王恒
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04W16/18
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 王兵,黃美娟

技術領域

本發明涉及一種無線傳感器網絡基于回收替換的覆蓋空洞消除方法

背景技術

在靜態節點組成的傳感器網絡里，節點隨機部署后，有覆蓋空洞，冗余節點。找到冗余節點。冗余節點造成網絡能量的浪費，空洞造成覆蓋率，事件探測率的降低。另一方面，節點能量是有限的，事件頻發的區域的節點能量會很快耗盡，產生覆蓋空洞，而這個區域又是需要重點監控的區域，由于敵人攻擊而損壞的節點也會產生新的空洞。這些都會導致傳感器網絡的性能下降。如何解決覆蓋空洞，增強覆蓋是近年的研究熱點之一。解決此類問題的方法主要是冗余節點的重新部署和增量部署。

Wang等人在所有節點都是可以移動的基礎上提出了一種級聯式通過平衡能耗和節點反應時間的方法來移動冗余節點去填補空洞區域。這些算法都是冗余節點的再部署，沒有考慮需要新節點修補空洞的情況。而且節點的重新部署要求所有或大部分傳感器節點具有移動性[6]，移動節點造價比較高，會造成成本的大量增加。Yongguo?Mei等人提出了在一個大規模的靜態傳感器網絡使用小數量的移動機器人來取代失效的傳感器。他們分別采用集中式和分布式算法協調機器人運動，使移動機器人運動過程中能量消耗以及前期的消息最少。主要考察了失效節點的修補問題，沒有綜合考慮整個網絡的不同節點狀態。增量部署就是重新部署新的節點，由于節點硬件的不可再生，開銷也比較大；二是硬件和廢棄電池容易造成環境污染。針對此現狀，本發明提出基于節點回收替換的空洞修復算法，以一個移動機器人回收冗余節點，對覆蓋空洞區域增量部署新節點。對一系列冗余節點（二類節點）和覆蓋空洞點，能量耗盡節點，組織適當的行車線路，使移動修理節點有序地通過它們，在滿足一定的約束條件(貨物需求量、發送量、交發貨時間、車輛容量限制、行駛里程限制、時間限制等)下，達到一定問題的目標(如路程最短、費用最少、時間盡量少等)。這既保證網絡覆蓋性能，又回收了冗余節點。

發明內容

為了克服已有的覆蓋空洞修補方法的不足,本發明提供一種無線傳感器網絡覆蓋空洞消除實現方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

1基于網格的覆蓋空洞檢測算法

在N個節點隨機部署后，采用leach協議分簇，采用網格法計算覆蓋度C₀，覆蓋空洞數H和冗余節點數R（網絡中只有這二類節點）。sink節點收集這些信息后，通知移動節點。這時能量充電站，sink節點，移動機器人處于同一個位置。基于網格的覆蓋空洞檢測算法具體操作步驟如下：

基于網格的覆蓋空洞檢測算法具體操作步驟如下：

（1）將感知區間用邊長為1的網格劃分出來，確定網格的中心點。計算每個網格中心點與各個節點的距離，從而判斷該網格是否被覆蓋。將未被覆蓋的網格位置記錄下來。被第k個節點覆蓋的網格標記定義一個矩陣，其元素表示網格點，由公式1來判定網格是否屬于節點k的感應區域。