[發(fā)明專利]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路徑優(yōu)化方法、裝置及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110600138.5
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113382416B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝健驪;呂安琪;李翠然
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號: H04L45/247
• 分類號: H04L45/247;H04W16/20;H04W16/22;H04W40/10;H04W84/18
• 代理公司: 蘭州錦知源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62204
• 代理人: 鐘國

1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法適用于交通窄帶型監(jiān)測區(qū)域，所述方法包括：

獲取預(yù)設(shè)監(jiān)測區(qū)域的規(guī)格信息，所述規(guī)格信息包括所述預(yù)設(shè)監(jiān)測區(qū)域的長度和寬度；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)監(jiān)測區(qū)域的規(guī)格信息構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署模型，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署模型中，所述傳感器節(jié)點均勻部署于所述預(yù)設(shè)監(jiān)測區(qū)域的長邊處，各個所述傳感器節(jié)點具有半圓感知功能，其中，右側(cè)傳感器節(jié)點的感知半徑大于左側(cè)傳感器節(jié)點的感知半徑；

根據(jù)兩側(cè)所述傳感器節(jié)點的感知重疊區(qū)域，構(gòu)建所述預(yù)設(shè)監(jiān)測區(qū)域的冗余感知面積公式；

根據(jù)所述冗余感知面積公式確定出所述傳感器節(jié)點的最佳部署位置；

在所述最佳部署位置下，響應(yīng)于所述傳感器節(jié)點處為初始能量，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行雙側(cè)數(shù)據(jù)傳輸；

響應(yīng)于所述傳感器節(jié)點處最小剩余能量小于切換閾值，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行單側(cè)數(shù)據(jù)傳輸，其中，所述單側(cè)數(shù)據(jù)傳輸下，所述傳感器節(jié)點處于充電狀態(tài)；

根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸路徑組合數(shù)和各數(shù)據(jù)傳輸路徑的能耗，構(gòu)建路徑組合方程組；

根據(jù)所述路徑組合方程組，確定出最佳路徑組合方式下目標數(shù)據(jù)傳輸時長，其中，所述目標數(shù)據(jù)傳輸時長為雙側(cè)數(shù)據(jù)傳輸時長；

將所述目標數(shù)據(jù)傳輸時長帶入充電功率函數(shù)，得到最佳充電功率，其中，所述充電功率函數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸時長、節(jié)點能耗參數(shù)和兩側(cè)傳感器節(jié)點的感知半徑構(gòu)建，所述節(jié)點能耗參數(shù)包括節(jié)點初始能量、節(jié)點切換閾值和單側(cè)數(shù)據(jù)傳輸能耗；

結(jié)合所述傳感器節(jié)點的電池規(guī)格，根據(jù)所述最佳充電功率篩選出最佳儲能裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器節(jié)點在感知時存在匯聚節(jié)點；

所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行雙側(cè)數(shù)據(jù)傳輸，包括：

通過同側(cè)傳感器節(jié)點將所述數(shù)據(jù)傳輸至所述匯聚節(jié)點；

所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行單側(cè)數(shù)據(jù)傳輸，包括：

通過左側(cè)傳感器節(jié)點將所述數(shù)據(jù)傳輸至所述匯聚節(jié)點。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)兩側(cè)所述傳感器節(jié)點的感知重疊區(qū)域，構(gòu)建所述預(yù)設(shè)監(jiān)測區(qū)域的冗余感知面積公式，包括：

響應(yīng)于右側(cè)相鄰所述傳感器節(jié)點的感知區(qū)域重疊，構(gòu)建所述傳感器節(jié)點的第一感知半徑關(guān)系公式；

響應(yīng)于右側(cè)相鄰所述傳感器節(jié)點的感知區(qū)域不重疊，構(gòu)建所述傳感器節(jié)點的第二感知半徑關(guān)系公式；

根據(jù)所述第一感知半徑關(guān)系公式和所述第二感知半徑關(guān)系公式，構(gòu)建所述預(yù)設(shè)監(jiān)測區(qū)域的冗余感知面積公式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述冗余感知面積公式確定出所述傳感器節(jié)點的最佳部署位置，包括：

將所述預(yù)設(shè)監(jiān)測區(qū)域的規(guī)格信息作為所述冗余感知面積公式的輸入?yún)?shù)，得到冗余感知面積數(shù)組集合；

根據(jù)所述冗余感知面積數(shù)組集合中的最小值，確定出所述傳感器節(jié)點的兩側(cè)最佳感知半徑和最佳節(jié)點間距。