[发明专利]一种面向管道系统的无线传感器网络的三维部署方法

权利要求书

1.一种面向管道系统的无线传感器网络的三维部署方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)收集获得管道空间结构参数和传感器节点参数：

收集获得的管道空间结构参数包括：管道半径R_p、管道长度L；

收集获得的传感器节点参数包括：单个传感器节点的感知半径R_s；

(2)计算传感器节点的感知半径R_s与管道半径R_p的比值R_s/R_p：

根据感知半径R_s与管道半径R_p计算其比值R_s/R_p；

(3)计算相邻传感器节点间的距离d_s：

根据感知半径R_s与管道半径R_p的比值R_s/R_p，按下列方式进行计算确定：

当R_s/R_p>=2时，相邻传感器节点间的距离

当2>Rs/Rp>=2]]>时，相邻传感器节点间的距离ds=|SnSn-2|=2Rs2-Rp2;]]>

当2>Rs/Rp>=1]]>时，相邻传感器节点间的距离ds=|Sn-2Sn-5|=2Rs2-9/16*Rp2;]]>

(4)计算所需传感器节点数N_s：

根据感知半径R_s与管道半径R_p的比值R_s/R_p，以及与管道长度L之间的关系，按下列方式进行计算确定：

当R_s/R_p>=2时，所需传感器节点数

当2>Rs/Rp>=2]]>时，所需传感器节点数

当2>Rs/Rp>=1]]>时，所需传感器节点数

(5)计算传感器节点的三维坐标：

传感器节点坐标用N_s×3矩阵P表示；

其中：P[N_s][0]为X轴坐标；

      P[N_s][1]为Y轴坐标；

      P[N_s][2]为Z轴坐标；

根据感知半径R_s与管道半径R_p的比值R_s/R_p，以及与相邻传感器节点间的距离d_s之间的关系，按下列方式进行计算确定：

①当R_s/R_p>=2时：

传感器节点编号i为奇数的传感器节点的X轴坐标为0，即P[i-1][0]=0；

传感器节点编号i为偶数的传感器节点的X轴坐标为2R_p，即P[i-1][0]=2R_p；

无论节点编号i为奇数或偶数，其传感器节点的Y轴坐标为0，即P[i-1][1]=0；

传感器节点的Z轴坐标为（i-1）×d_s/2，即P[i-1][2]=（i-1）×d_s/2；

②当2>Rs/Rp>=2]]>时：

传感器节点编号i为奇数的传感器节点的X轴坐标为0，即P[i-1][0]=0；

传感器节点编号i为偶数的传感器节点的X轴坐标为2R_p，即P[i-1][0]=2R_p；

无论节点编号i为奇数或偶数，其传感器节点的Y轴坐标为0，即P[i-1][1]=0；

传感器节点编号i为奇数的传感器节点的Z轴坐标为（i-1）×d_s/2，即P[i-1][2]=（i-1）×d_s/2；

传感器节点编号i为偶数的传感器节点的Z轴坐标为（i-2）×d_s/2，即P[i-1][2]=（i-2）×d_s/2；

③当2>Rs/Rp>=1]]>时：

传感器节点编号i为3的倍数时，

传感器节点的X轴坐标为0，即p[i-1][0]=0；

传感器节点的Y轴坐标为0，即p[i-1][1]=0；

传感器节点的Z轴坐标为(int（i/3）-1)×d_s，即p[i-1][2]=(int（i/3）-1)×d_s；

传感器节点编号i为偶数时，

传感器节点的X轴坐标为1.5×R_p，即P[i-1][0]=1.5×R_p；

传感器节点的Y轴坐标为即p[i-1][1]=-3Rp/(25);]]>

传感器节点的Z轴坐标为int（i/3）×d_s，即p[i-1][2]=int（i/3）×d_s；

传感器节点编号i为其它编号时，

传感器节点的X轴坐标为1.5R_p，即p[i-1][0]=1.5R_p；

传感器节点的Y轴坐标为即p[i-1][1]=3Rp/(25);]]>

传感器节点的Z轴坐标分别为int（i/3）×d_s，即p[i-1][2]=int（i/3）×d_s；

(6)按照确定的部署方式部署传感器节点：

在管道系统中，无线传感器节点部署在管道侧壁上，根据感知半径R_s与管道半径R_p的比值R_s/R_p，以及与相邻传感器节点间的距离d_s和管道长度L之间的关系，计算出所需传感器节点数和传感器节点的三维坐标，按照计算的传感器节点的三维坐标来部署传感器节点即可。