[发明专利]基于无线传感器网络的三维测试空间阵节点动态部署方法

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的三维测试空间阵节点动态部署方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、完成系统测试任务分配

首先，由人机交互控制台制定测试任务的大小、类型及测试地点，并将制定好的测试任务发送给移动数据处理网关；之后，移动数据处理网关接收测试任务后，将任务分解并分配给各参与节点；最后，移动数据处理网关以无线通信的方式向各参与节点发布测试任务指令；

步骤二、规划出各节点的部署最优路径

各节点接收到测试任务后，先获取自身本地GPS信息，再根据目的地GPS信息进行路径规划；当节点行进过程中，遇到障碍物或其它节点时，节点进行避障处理；

步骤三、部署网络测试空间三维阵形

经步骤二之后，各节点均运动到测试地点；此时，各节点进行阵形部署，形成一个三维空间测试阵；其中采用“吸引-排斥”原子模型，其原理如下：调整节点1和节点2之间的距离l；调整l时，以通讯丢包率和传感器测试范围为准绳，当通讯丢包率小于2％时，则认为此时两个节点之间的通讯质量很可靠，节点间应当相互“排斥”，以加大通讯距离；当通讯丢包率大于5％时，认为此时两个节点之间的通讯质量接近最差极限，节点间应当相互“吸引”，以缩小通讯距离；当通讯丢包率处于2％～5％之间时，认为是可靠通讯范围；此时，再以传感器探测范围为第二标准进行位置调整，假定传感器的最大探测距离为s米，则将节点间的距离调整为s米，按此标准进行其它节点部署；所有节点经组合成单元基阵后再拼组为完整阵形；若任务发生变化或测试对象改变了地点，要求节点阵形作出调整时，则各节点将重新进行三维空间阵形部署。

2.如权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的三维测试空间阵节点动态部署方法，其特征在于部署网络测试空间三维阵形的方法如下：

首先，进行立体单元基阵计算，根据节点部署密度的需求及通讯质量状况，确定立体单元基阵的类型、大小；然后，采用“吸引-排斥”原子模型，节点进行自由组合并得到立体单元基阵；

正多边形立体的部署算法过程如下：

1)锚节点及基准直线的选择

任选择节点群中的一个节点作为锚节点b_o，再选择一个距离锚节点最近的节点作为节点b₁，二者之间确定一条基准直线，其余节点以锚节点和基准直线为部署基准在二维面内进行位置计算；

锚节点b_o和节点b₁的距离调整采用上述“吸引-排斥”原子模型方法进行，确定多边形边长l₁；

2)其余节点的位置计算

以所述多边形边为基准直线，选择距离节点b₁最近的节点b₂，节点b₁和节点b₂的部署目标位置点的连线构成一条直线l₂，该直线与基准直线之间的夹角为正多边形的内角θ，方向按逆时针向为正向进行节点部署；节点b₁和节点b₂之间的距离调整按“吸引-排斥”原子模型方法进行，得到正多边形第二边l₂；

再以同样的方法确定正多边形立体的其余顶点、边l_n及边长，其中

l₁＝l₂＝...＝l_n

3)确定正多边形立方体的高

以锚节点b₁为起点，以2)所述的多边形为底面，按“吸引-排斥”原子模型方法确定上底面的锚节点t₁和下底面锚节点b₁之间的距离h，这里

h＝l₁＝l₂＝...＝l_n

4)立方体单元基阵的部署

在3)的基础上，按2)的方法进行上底面内的多边形顶点计算和部署，从而完成立方体单元基阵的部署；

5)完整三维空间测试阵的部署

以4)所得到立方体单元基阵为部署单元，以“吸引-排斥”原子模型方法进行立方体单元基阵的拼结，最终完成整个三维空间测试阵的部署；

当要进行节点密度的调整或有新节点加入时，空间阵按步骤三的方法重新进行部署。