[发明专利]一种面向障碍的无线传感器网络连通性恢复方法及装置

权利要求书

1.一种面向障碍的无线传感器网络连通性恢复方法，应用于无线传感器网络，且所述网络中具有中继节点，其特征在于，设无线传感器网络存在n个网络分区，每个网络分区用一个分区节点表示，则整个无线传感器网络由n个分区节点表示；所述方法包括：

构建障碍情况下的n个分区节点的最小生成树；

在所述构建的障碍情况下的n个分区节点的最小生成树的边上分配静止中继节点和/或移动中继节点；

利用所分配的静止中继节点和/或移动中继节点，获得所述中继节点所连接的分区节点内的网络数据，根据所获得的网络数据连通各分区节点，从而恢复所述n个网络分区的无线传感器网络的连通；

所述障碍所构成的障碍区域是凸多边形区域，且所述凸多边形顶点个数不小于4个，所述构建障碍情况下的n个分区节点的最小生成树的步骤包括：

利用prim算法构建n个分区节点的最小生成树；

依次判断所述最小生成树的每条边是否穿过障碍区域，对每条穿过所述障碍区域的边进行如下处理：

如果边e_ij穿过障碍区域，所述边e_ij的两个顶点为v_i，v_j，计算该边与障碍区域的交点，若只有一个交点，则该边不做处理；若与障碍区域有两个交点，则做如下处理：

若两交点之间只有一个凸多边形顶点P_n，则用链{v_i，P_n，v_j}代替最小生成树中边e_ij；

若两交点之间有多个凸多边形顶点P_m，P_m+1…，P_m+k-1，则从边e_ij的一个顶点v_i按照顺时针方向连接障碍区域顶点P_m，并依次连接直到连接到该边的另一个顶点v_j，形成链line1:{v_i，P_m，P_m+1….P_m+k-1，v_j}，其中，k为两交点之间的按顺时针方向凸多边形顶点个数；并且，从边e_ij的该顶点v_i按照逆时针方向连接障碍区域顶点，形成链line2:{v_i，P_m+q-1P_m+q-2，P_m，v_j}，其中，q为两交点之间的按逆时针方向凸多边形顶点个数；比较所述链line1和链line2的长度，取长度小的那条链作为该最小生成树中代替边e_ij的链line_ij，其中length(line_ij)＝min{length(line1)，length(line2)}；

获得由边和链构成的障碍情况下的n个分区节点的最小生成树。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述依次判断最小生成树的每条边是否穿过障碍区域的方法为：

选定最小生成树的任意一条边e_ij，顶点分别为v_i(x_i,y_i)，v_j(x_j,y_j)，选定障碍区域的任意一条边e_fg，顶点分别为v_f(x_f,y_f)，v_g(x_g,y_g)，利用所述边e_ij和边e_fg的顶点坐标分别建立所述边e_ij、边e_fg所在直线的直线方程，

求解方程组：约束条件为：

若方程组有解，识别出最小生成树的该边穿过障碍区域，若方程组无解，则识别最小生成树的该边未穿过障碍区域。