[發明專利]基于負載動態平衡的無線監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201510260072.4
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN104837164B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 姜燁;馬皛源;包開陽;魏建明
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W24/00;H04W84/18
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

1.一種基于負載動態平衡的無線監測方法，其特征在于，包括步驟：

1)根據監測區域實際情況部署M₁個網關節點、N個感應節點、以及若干個傳輸基站；

2)網關節點周期性地發送包括ID信息的自身信息，感應節點接收到相應的信息，根據自身的通信半徑r以及網關節點的ID信息進行計算得到自身通信半徑范圍內的網關節點；

3)感應節點發送包括負載信息的自身信息，網關節點接收到相應信息，對信息進行融合計算，感應節點根據數據處理結果首次被分配到相應的網關節點；

4)感應節點監測周圍信息，感應到相應的信息，發送到相應的網關節點，網關節點對信息進行處理后轉發到傳輸基站，傳輸基站將信息通過光纖傳送到監控中心，監控中心對信息進行處理；

5)感應節點根據網關節點的剩余能量和負載能力動態分配到相應的網關節點；

6)重復進行步驟4)及5)，

其中步驟3)包括以下步驟：

3-1)感應節點和網關節點初始能量分別為E_s和E_g，感應節點的初始負載設為W，感知半徑均為r，感應節點接收到網關節點發送來的ID信息，計算出網關節點與感應節點的距離為l，如果l＜r，則感應節點屬于該網關節點，依次計算不同感應節點與網關節點的距離，得到不同感應節點屬于哪些網關節點；

3-2)對于只屬于網關節點a的感應節點集合，分配這些感應節點到網關節點a；

3-3)計算不同感應節點對網關節點a的總負載為其中P_s(a)表示不同感應節點對于網關節點a的負載貢獻概率，為第s個感應節點屬于網關節點個數的倒數，0≤P_s(a)≤1，第s個感應節點只屬于網關節點a時P_s(a)＝1，第s個感應節點不屬于網關節點a時P_s(a)＝0；

3-4)依次計算M₁個網關節點的總負載

3-5)感應節點b比較這M₁個節點的總負載，選擇總負載最小的網關節點m加入；

3-6)更新網關節點m的總負載，為d_m＝d_m+W-P_b(m)*W；

3-7)更新其他M₁-1個網關節點的總負載為d_x′＝d_x-P_x(m)*W，其中，(x＝1,2......M₁)∪(x≠m)；

3-8)其他屬于多個網關節點的感應節點比較自己所在不同網關節點對應的距離d，選擇最小的距離d對應的網關節點加入；

3-9)按照步驟3-1)～3-8)的方法得到其他屬于多個網關節點的感應節點最終選擇的網關節點，直到所有感應節點分配完畢。

2.根據權利要求1所述的基于負載動態平衡的無線監測方法，其特征在于：步驟5)包括以下步驟：

5-1)M₁個網關節點首輪通信后的剩余能量分別為N個感應節點，每個感應節點初始負載均相同，首次通信后變為a_s(t)(s＝1,2……N)，不同感應節點負載隨著每輪通信變化，分別計算不同網關節點g對于通信半徑內的感應節點s的剩余能量與負載的比值其中(g＝1,2……M₁)，P_s(g)為第s個感應節點屬于網關節點g的概率，0≤P_s(g)≤1；

5-2)屬于M₁個網關節點的感應節點a比較不同網關節點對應的f(g)，選擇最大的f(g)對應的網關節點h加入；

5-3)更新

5-4)更新剩余M₁-1個網關節點的

5-5)其他屬于多個網關節點的感應節點比較自己所在不同網關節點的f(g)，選擇最大的f(g)對應的網關節點加入；

5-6)依照步驟5-1)～5-5)的方法，得到屬于多個網關節點的感應節點最終選擇的網關節點，直到所有感應節點分配完畢。