[发明专利]物联网中失效节点的覆盖空洞修复方法、系统

权利要求书

1.一种失效节点的覆盖空洞的修复方法，其特征在于，该方法包括：

sink节点每隔T秒对网络中所有传感器节点的剩余能量Erj进行轮询；

sink节点依据预定条件判断各传感器节点是否为有效传感器节点；

sink节点根据判断结果，剔除失效传感器节点，并根据剩余能量Erj和基于拓扑势的爬山算法对全网中的有效传感器节点重新分簇；

sink节点发送冗余传感器节点信息至所有失效传感器节点；

失效传感器节点计算其与各个冗余传感器节点之间的拓扑势按照拓扑势最大、或先到先得、或拓扑势最大与先到先得结合的方式，选择匹配的冗余传感器节点以替换该失效传感器节点；

其中拓扑势的计算方法包括：给定传感器网络G＝(V，E)，其中，V＝{v1，…，vn}为传感器节点的非空有限集，为传感器节点偶对或边的集合，|E|＝m，根据数据场的势函数定义，任意节点vi∈V的拓扑势可表示为：

其中，dij表示传感器节点vi与vj间的网络距离，影响因子σ用于控制每个传感器节点的影响范围，基于网络拓扑而配置。

2.如权利要求1所述的方法，所述轮询步骤进一步包括：sink节点广播剩余能量请求信息至网络中的所有传感器节点。

3.如权利要求1所述的方法，所述判断有效传感器节点的步骤进一步包括：由簇头节点在sink周期内接收各传感器节点的剩余能量Erj，并转发至sink节点；以及由sink节点比较各传感器节点的剩余能量Erj与传感器节点失效的能量门限值Eτ的大小关系，以判定该传感器节点为有效传感器节点或失效传感器节点。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述匹配替换步骤之后进一步包括：失效传感器节点向sink节点发送该失效传感器节点与冗余传感器节点的匹配替换结果；以及sink节点保存该匹配替换结果。

5.如权利要求1所述的方法，所述匹配替换步骤进一步包括：失效传感器节点将计算得到的拓扑势信息与该冗余传感器节点的ID一一对应地存入该失效传感器节点的替换数组中，数组中的各冗余传感器节点按拓扑势值降序排列，每个失效传感器节点首先选择替换数组中的第一项所对应的冗余传感器节点进行替换。

6.如权利要求5所述的方法，所述匹配替换步骤进一步包括：冗余传感器节点接收各个失效传感器节点的匹配请求信息，若只检测到一个匹配请求信息，则直接向该失效传感器节点发送匹配成功确认信息；

若检测到多个匹配请求信息，则向第一个到达的匹配请求信息对应的失效传感器节点发送匹配成功确认消息；

若多个匹配请求信息同时到达，则向拓扑势值较大的失效传感器节点发送匹配成功确认消息；以及

向其余匹配失败的失效传感器节点发送匹配失败确认信息。