[发明专利]高能节点的部署方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器网络覆盖技术领域，具体涉及一种高能节点的部署方法。

背景技术

无线传感器网络是若干个传感器节点按照一定的拓扑图形组成的，或是随机分布，或是人为部署，通过一定的路由协议组成整个网络结构。这些集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，进而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物理量。

在通信方式上，虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式，但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用。并且由于无线传感器节点主要用于监测，分布密度大、范围广，因此必须低成本、低功耗和小尺寸。从现有技术条件来看，值得考虑的是节点成本和能源补给。节点不可能采用太高的频率，因为频率与能量的消耗是正相关的，频率高则能量消耗大。另外无线电通信模块能量消耗也大，传送距离同能量消耗也是正相关的，因而必须在发送距离和节点数之间做出权衡。

因此，在庞大繁杂的无线传感器网络中，均匀的部署少量高能节点已成为必然趋势。所谓高能节点，即相对普通传感器节点具备增强的CPU计算能力、更高的电量、更强的存储能力和转发能力，以及更稳定的信道传输能力。各个传感器节点通过在有限的几跳内与高能节点通信，可以将负载转嫁于高能节点，从而增强了自身的生存时间。而高能节点能够提供非常可靠的数据转发、数据缓存能力，并且具有更加稳定的链路质量和更强的无线辐射范围，它就像一个个小型的中继站。基于此种部署构架，无线传感器网络中的普通节点将大大降低能耗，同时节约了网络中的链路带宽、抑制了网络的不稳定与干扰，有效增强了整个网络的弹性、鲁棒性和生命周期。因此保证在几跳覆盖范围内部署无线传感器网络的高能节点成为无线传感器网络覆盖技术领域研究的热门问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种高能节点的部署方法，包括以下步骤：S1：对除根节点外的每个节点从1到n编号，其中n为正整数，所述除根节点外的每个节点查询K跳内的除根节点外的所有节点，形成所述节点的集合列表，所述集合列表中的元素即为所述节点在K跳内覆盖的各个邻居节点，其中K为正整数；S2：选择所述集合列表中节点元素个数最多的节点处部署高能节点；S3：删除集合列表中节点元素个数最多的集合列表中包含的节点元素对应的集合列表；S4：判断所述集合列表是否全部被删除，如果否，则执行步骤S5，如果是，则执行步骤S6；S5：判断所述剩余集合列表中的节点元素个数是否均为1，如果否，则跳至步骤S2，如果是，则放宽约束，K自加一，跳至步骤S6；S6：所述高能节点部署结束。

优选的，步骤S2中，如果所述集合列表中节点元素个数最多的节点多于1个，则随机选择其中一个节点处部署高能节点。

本发明为信息中心网络的架构模式在无线传感器网络中进行实地部署高能节点铺平道路，有效的增强无线传感器网络的功能性和实用性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的高能节点的部署方法的流程图；

图2是本发明实施例的采用一跳时的高能节点的部署情况示意图；

图3是本发明实施例的采用二跳时的高能节点的部署情况示意图；

图4是本发明实施例的采用三跳时的高能节点的部署情况示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明实施例的高能节点的部署方法的流程图，包括以下步骤：

S1：对除根节点外的每个节点从1到n编号，其中n为正整数，除根节点外的每个节点查询K跳内的除根节点外的所有节点，形成节点的集合列表，集合列表中的元素即为节点在K跳内覆盖的各个邻居节点，其中K为正整数。

S2：选择集合列表中节点元素个数最多的节点处部署高能节点。

其中，如果集合列表中节点元素个数最多的节点多于1个，则随机选择其中一个节点处部署高能节点。

S3：删除集合列表中节点元素个数最多的集合列表中包含的节点元素对应的集合列表。

S4：判断集合列表是否全部被删除，如果否，则执行步骤S5，如果是，则执行步骤S6。