[发明专利]基于三维场景的无线传感器网络交互部署方法及其装置

权利要求书

1.一种基于三维场景的无线传感器网络交互部署装置，其特征是，它包括：

成像装置，用于获取监测区域的平面图；

绘制模板提供单元，用于利用成像装置获取监测区域的平面图，为场景建模提供绘制模板；

场景建模单元，在该单元通过数字建模的方式搭建虚拟环境，并在虚拟环境中绘制三维场景；

WSN要素配置单元，在该单元选取监测区域所需的传感器类型，并对所选取传感器属性进行配置；

WSN交互部署单元，用于WSN的元素配置及其部署，选取不同的部署方式对WSN部署；

WSN验证测试单元，用于对虚拟环境中的网络连通性及已部署的WSN的覆盖性验证测试。

2.如权利要求1所述基于三维场景的无线传感器网络交互部署装置，其特征是，所述WSN验证测试单元包含两个小单元：

连通测试单元：主要用于对虚拟环境中的网络连通性进行测试；

覆盖测试单元：主要用于对虚拟环境中的网络覆盖性进行测试。

3.基于三维场景的无线传感器网络交互部署装置的部署方法，其特征是，具体步骤为：

步骤一：利用成像装置获取监测区域的平面图，为场景建模提供绘制模板；

步骤二：通过数字建模的方式搭建虚拟环境，在虚拟环境中绘制三维场景；

步骤三：WSN要素配置，在虚拟环境中选取监测区域所需要的传感器类型，并对每个传感器的属性进行配置并上传至后台进行存储；

步骤四：交互设计WSN，在虚拟环境中对场景部署；

步骤五：对虚拟环境中的网络连通性及已部署的WSN的覆盖性验证测试。

4.如权利要求3所述一种基于三维场景的无线传感器网络交互部署方法，其特征是，所述步骤二的具体步骤为：

（2-1）采用单线描图方式绘制平面图，并利用橡皮筋技术和吸附技术提高绘制准确度；

（2-2）在绘制监测区域的平面图的过程中，以一个独立的建筑物区域为单位，输入建筑物对应的高度，绘制完成，在三维窗口生成相对应的三维模型，并根据投影变换计算出该三维模型所对应的侧视图及正视图。

5.如权利要求3所述一种基于三维场景的无线传感器网络交互部署方法，其特征是，所述步骤四的具体步骤为：

（4-1）选择系统中所包含的某种部署方法，并根据该部署方法计算出每个传感器在三维场景中的具体位置，并自动将传感器放至其所属的位置，实现对虚拟场景的初步部署；

（4-2）人工调整虚拟场景中相应传感器的位置，直至将所有传感器放至合适的位置。

6.如权利要求3所述一种基于三维场景的无线传感器网络交互部署方法，其特征是，所述步骤五的具体步骤为：

（5-1）将所部署的节点表示成图的形式，利用随机几何图模型给定点集合V，构造几何图G=(V，E)，其中顶点集V嵌入到一个度量空间，r为已给定的两节点间距离的界值；

（5-2）求出几何图之后，对其进行深度优先搜索，计算从某一固定顶点可到达的其它顶点集合，最后得出不可达的节点，若有不可达的节点，则通过高亮的形式显示出来，回溯至步骤四进行交互设计，直至完成部署为止；

（5-3）设每个传感器i的覆盖范围为Σ_i，共有n个传感器，求出所有传感器覆盖范围的总和，即Σ=Σ₁∪Σ₂∪…∪Σ_n；

（5-4）设每个建筑物j的覆盖范围为Φ_j，共有m座建筑物，则其覆盖总的范围为Φ=Φ₁∪Φ₂∪…∪Φ_m；

（5-5）对传感器的覆盖范围及建筑物的覆盖范围进行求交运算，即，S=Σ∩Φ；

（5-6）若S等于Φ，则证明该WSN的部署满足一次覆盖，反之则证明存在盲点，可通过高亮显示出需要重新部署的区域，并返回至步骤四重新部署。