[發(fā)明專利]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011499812.7
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112689292A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦萬果;徐云;石劍恒;沈國忠
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W24/04;H04W40/32;H04W84/18
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本發(fā)明公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案，涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案首先基于遺傳算法獲得最小覆蓋集，然后，數(shù)據(jù)通過新的路由協(xié)議以最小的能量傳輸?shù)浇邮掌?。?dāng)傳感器節(jié)點死亡時，喚醒方案將激活相關(guān)的睡眠傳感器節(jié)點以確保網(wǎng)絡(luò)覆蓋，然后開始新一輪的數(shù)據(jù)傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案。

背景技術(shù)

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，可以通過提高有限能量的效率來延長網(wǎng)絡(luò)的壽命?，F(xiàn)有的工作可以通過節(jié)點調(diào)度或路由優(yōu)化來實現(xiàn)更好的能源利用。通過傳感器節(jié)點調(diào)度以減少冗余傳感器節(jié)點數(shù)量，可以顯著減少浪費在冗余覆蓋上的能量。路由選擇也是影響數(shù)據(jù)傳輸能效的重要因素，更高能效的路由協(xié)議可以減少能耗并提高網(wǎng)絡(luò)壽命。在大規(guī)模WSN中，分簇路由可以有效減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量，從而減少能耗，延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。

現(xiàn)有技術(shù)可以延長網(wǎng)絡(luò)壽命，但是它們僅從節(jié)點調(diào)度或路由優(yōu)化單方面優(yōu)化能源消耗。實際上，能耗由冗余傳感器節(jié)點的數(shù)量和路由的選擇聯(lián)合確定?，F(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的連接覆蓋方案能源消耗較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案，將傳感器節(jié)點的調(diào)度與路由協(xié)議的優(yōu)化結(jié)合起來，以實現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)能源效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：

該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案包括如下步驟：

(1)為避免冗余覆蓋，提出了一種基于遺傳算法的節(jié)點調(diào)度方案，以尋找最小數(shù)量的傳感器節(jié)點來監(jiān)視所有目標(biāo)點；

(2)通過選擇冗余睡眠節(jié)點代替死亡節(jié)點來延長網(wǎng)絡(luò)壽命；

(3)在獲得的最小覆蓋集上，提出了一種新的路由協(xié)議；

(4)考慮傳感器節(jié)點的能量和到sink節(jié)點的距離，提出了新的簇頭選舉策略；

(5)構(gòu)建了不均勻的群集，使能量負(fù)載更加平衡，同時還優(yōu)化了sink周圍傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)通信方式。

采用以上技術(shù)方案的有益效果是：該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案提出的傳感器節(jié)點調(diào)度算法可以減少冗余傳感器節(jié)點的數(shù)量，得到最小覆蓋集。新的路由協(xié)議可以延長第一個節(jié)點的死亡時間，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，減少網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，使網(wǎng)絡(luò)的壽命更好地延長。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

圖1是本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案的原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案的優(yōu)選實施方式。

圖1出示本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案的具體實施方式：

如圖1所示，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的高能效連接覆蓋方案包括如下步驟：

(1)為避免冗余覆蓋，提出了一種基于遺傳算法的節(jié)點調(diào)度方案，以尋找最小數(shù)量的傳感器節(jié)點來監(jiān)視所有目標(biāo)點；

(2)通過選擇冗余睡眠節(jié)點代替死亡節(jié)點來延長網(wǎng)絡(luò)壽命；

(3)在獲得的最小覆蓋集上，提出了一種新的路由協(xié)議；

(4)考慮傳感器節(jié)點的能量和到sink節(jié)點的距離，提出了新的簇頭選舉策略；

(5)構(gòu)建了不均勻的群集，使能量負(fù)載更加平衡，同時還優(yōu)化了sink周圍傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)通信方式。