[发明专利]一种复杂环境下的无线传感器网络k-覆盖算法

权利要求书

1.一种复杂环境下的无线传感器网络k-覆盖算法，其特征在于，

包括唤醒、中继选择和模式切换3个子算法，其中:

Bs：sink节点；

s.energy[t_now]:节点s的当前剩余能量；

t_now:当前时间；

C(s):节点s每秒的能耗；

其中S＝{s₁,···,s_l}表示一组节点，U＝{u₁,u₂,···}、V＝{v₁,v₂,···}、W＝{w₁,w₂,···}分别表示感应模式、中继模式和睡眠模式节点集，且U∪V∪W＝S；

Trans(x,d)＝E_elec×x+E_amp×x×dⁿ (1)

Recep(x)＝E_elec×x (2)

公式(1)表示节点传送x(bit)的数据d(m)时所需能耗,n(0≤n≤2)的取值由天线属性决定，当天线为定向天线时，n为0，当天线为全向天线时，n为2，公式(2)表示节点接收x(bit)的数据所需能耗。

Sens()＝E_elec×D+E_sens (3)

Listen(y)＝E_listen×y (4)

Sleep(y)＝E_sleep×y (5)

公式(3)，公式(4)和公式(5)分别表示感应D(bit)数据的能耗、侦听y(sec)时间的能耗和睡眠y(sec)时间的能耗；

C(s)的大小由公式(10)、公式(11)、公式(12)定义；

当节点s∈U时

当节点s∈V时

当节点s∈W

C(s)＝Sleep(1) (12)

其中s.desc是以s为根节点的子树中除s之外的感应模式节点数，s.send是节点s的数据传输目标节点，Dist(s1,s2)是s1与s2之间的距离；

其中：E_elec单位数据处理能耗，E_amp单位功率放大能耗，E_sens节点感应能耗，E_listen节点空闲侦听能耗，E_sleep节点睡眠能耗，D数据大小，I感应频率；

具体步骤如下：

1)在初始部署好所有节点后，Bs确定感应、中继及睡眠节点集，并通过唤醒算法、平衡边界选择算法和中继选择算法确定数据收集树；

2)Bs通过下式计算所有睡眠节点的睡眠时间；

其中，是节点s的剩余能量能维持的消耗时长；

3)Bs通过泛洪方式将每个节点的模式设置、数据收集树和下个电池耗尽时间通知给所有节点；

4)每个节点切换到指定的模式，并设置目标节点；

5)网络开始工作，每个节点能量随着时间逐渐减小；

6)在下一次的电池耗尽时刻，睡眠节点结束睡眠模式并准备侦听听取来自Bs的信息；

7)重复上述1)～6)步骤。