[發明專利]一種基于多傳感器概率感知模型的覆蓋空洞消除方法

在審

• 申請號: 201410016418.1
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103856951A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 范興剛;王恒;林星星;張兆娟
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W24/02
• 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多傳感器感知模型的覆蓋空洞消除方法

背景技術

傳感信號質量取決于傳感器與事件發生地的距離，布爾圓模型是最簡化的傳感模型，即以傳感器節點為圓心，傳感半徑為半徑的圓為界，圓內的事件可以被可靠地感知到，圓外的事件則無法被感知。布爾圓模型在諸多結合圖論做理論分析的文獻中廣泛采用，往往能得到簡潔漂亮的理論結果。經驗觀察顯示，感知質量隨著距離的變化不是階躍式的，而是一個漸變的過程。當傳感器節點距離事件中心在r_s以內時，傳感器感知概率為一定值；而大于r_s時感知概率不會驟降為0，而是服從某一概率分布，逐漸衰減至0。這種漸變過程更加符合實際情況。r_s、r_u是兩個閾值，距離在r_s范圍內時事件能被完全檢測，而距離大于r_u時則事件不能被節點檢測。

由于空間上的點可能同時被多個傳感器覆蓋，每個傳感器對該點的檢測強度都有一定的貢獻，多傳感器感知概率定義為:

C=1-Πi=1k(1-S(si,P))---(1)]]>

其中S(si,P)是單點感知概率，，而1-S(s_i,P)項表示發生事件的位置點P不能被感知到的概率。假設各個傳感器節點以一定概率感知空間某點的事件是相互獨立的，表示空間上的點P不被任何傳感器節點感知到的概率，因此用1減去這項就是點P至少被1個節點感知到的概率。

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。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。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?，F有的空洞修補算法大都是基于過于理想化的布爾圓感知模型的

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基于多傳感器感知模型的覆蓋空洞消除方法。

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

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，確定網格周圍的節點，根據公式1計算網格(i,j)的感知概率，如果聯合感知概率大于90%，c_i,j=1，此網格被完全覆蓋否則c_i,j=0沒有被覆蓋。

（2）設置網格對應的覆蓋矩陣，覆蓋度為0的網格，即c_i,j=0，覆蓋度為1的網格，c_i,j=1。

（3）對連續的未被覆蓋的網格進行合并，合并的時候，采用寬度搜索和深度搜索相結合的方法可以得空洞的數量和每一個空洞面積，同時確定漏洞的位置。

（4）找出空洞的相鄰節點。覆蓋相鄰網格的節點，即為空洞的相鄰節點。

（5）計算網絡覆蓋率，事件檢測率。假設節點i在監測區域A中的覆蓋范圍是COV_i，那么這個區域中所有節點的覆蓋面積可以用式(2)表示。