[發(fā)明專利]一種用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)分簇?cái)?shù)據(jù)收集方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711192632.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107743308B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李焱;杜萍;蓋敏;陳建欣;李信金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/32
• 分類號(hào): H04W40/32;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)分簇?cái)?shù)據(jù)收集方法，其特征在于，該方法包括：

利用TRIZ矛盾矩陣將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析求解，得到解決原理；

根據(jù)解決原理基于LEACH算法建立傳感器節(jié)點(diǎn)能耗模型和指標(biāo)評(píng)價(jià)體系；

接收各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)能耗模型和指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)的簇頭選擇與分簇；

優(yōu)化簇頭的選擇，建立數(shù)據(jù)采集優(yōu)化模型，進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)收集；

得到的所述解決原理包括分離原理和反饋原理；所述分離原理包括空間分離、時(shí)間分離、條件分離以及整體與局部分離；

根據(jù)分離原理進(jìn)行無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的簇頭選擇、分簇和節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信；

根據(jù)反饋原理進(jìn)行簇頭選擇的合理性優(yōu)化；

所述利用TRIZ矛盾矩陣將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析求解，分為以下三個(gè)步驟：

步驟(1)：確定問(wèn)題的根源，尋找待改善參數(shù)和惡化參數(shù)；

步驟(2)：依據(jù)矛盾矩陣，選擇合適的創(chuàng)新原理；

步驟(3)：應(yīng)用創(chuàng)新原理解決問(wèn)題。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述指標(biāo)評(píng)價(jià)體系包括：

在假設(shè)基礎(chǔ)上，采用客觀賦權(quán)重的熵權(quán)法對(duì)各因素賦予權(quán)重并求各指標(biāo)的信息熵，確定指標(biāo)的綜合系數(shù)；

根據(jù)指標(biāo)的綜合系數(shù)建立目標(biāo)決策函數(shù)，用于表示每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的權(quán)重值。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)的剩余能量、節(jié)點(diǎn)相關(guān)性和節(jié)點(diǎn)容量比。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點(diǎn)的簇頭選擇的具體步驟包括：

將接收的節(jié)點(diǎn)的剩余能量、節(jié)點(diǎn)相關(guān)性和節(jié)點(diǎn)容量比的傳感器節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)根據(jù)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系中的目標(biāo)決策函數(shù)計(jì)算傳感器節(jié)點(diǎn)的權(quán)重值；

將傳感器節(jié)點(diǎn)的權(quán)重值與預(yù)設(shè)的第一閾值進(jìn)行比較，大于第一閾值的傳感器節(jié)點(diǎn)選擇為簇頭。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點(diǎn)分簇的具體步驟包括：

根據(jù)選擇的簇頭，傳感器節(jié)點(diǎn)自動(dòng)加入到最近的簇頭形成的一定范圍內(nèi)，進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)的分簇；

在傳感器節(jié)點(diǎn)的分簇過(guò)程中，簇頭容納能力與節(jié)點(diǎn)數(shù)目比值大于1時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)才可自動(dòng)加入。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點(diǎn)分簇完成后，進(jìn)行非簇頭節(jié)點(diǎn)向簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的具體步驟包括：

當(dāng)非簇頭節(jié)點(diǎn)的區(qū)域密度和數(shù)據(jù)大小大于第二閾值，且需要傳送給簇頭時(shí)，再根據(jù)簇頭所分配自己的傳輸時(shí)隙來(lái)進(jìn)行傳送，簇頭在數(shù)據(jù)通信階段保持接收狀態(tài)；

或

該方法不斷地循環(huán)執(zhí)行傳感器節(jié)點(diǎn)簇的重構(gòu)，在每輪結(jié)束后，更新所有傳感器節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)，去除死亡的傳感器節(jié)點(diǎn)。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋修正傳感器節(jié)點(diǎn)權(quán)值進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化簇頭的選擇。

8.一種電子設(shè)備，包括處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，處理器用于實(shí)現(xiàn)各指令；計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)多條指令，所述指令用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中存儲(chǔ)有多條計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述指令適于由終端設(shè)備設(shè)備的處理器加載并執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。