[发明专利]一种分布式无线传感网络的组网节点模式及其网络节点部署方法

权利要求书

1.一种分布式无线传感网络的组网节点模式的网络节点部署方法，其特征在于，包括

若干个传感器数据采集节点，其用于采集和实时处理现场数据，并通过点对点/点对多的方式将现场数据传输至目标的数据汇总网关节点；

至少一个数据汇总网关节点，其用于将传感器数据采集节点发送过来的现场数据发送到远端的数据库中；

所述分布式无线传感网络采用Mesh网络结构，Mesh网络结构中的所有传感器数据采集节点和数据汇总网关节点相互通信连接，传感器数据采集节点采集的数据打包后通过该节点的路由表选择通信路径，通信路径可以通过Mesh网络结构内的任意节点，所有节点均可作为路由器为其他节点提供转发服务；

所述网络节点部署方法为三维环境下的基于人工蜂群算法的三维无线网络节点部署方法，其方法如下：

步骤1)设定监测范围

设定建筑物监测区域为三维规则区域，以通信半径为边长将监测范围划分成三维空间正方体网格，其边长对应传感器采集器节点的通信半径；

步骤2)传感器采集器节点初步部署

在初步部署中，完成对需要部署在相对固定的位置的(Ni)个传感器采集器节点在建筑物监测网络中的部署；部署原则为:部署在建筑物的外侧面、外侧线、建筑顶角或建筑底脚处；

步骤3)传感器采集器节点感知方向设置

设感知半径Rs、通信半径Rc；传感器采集器节点感知方向为:在建筑物外侧面和外侧线的感知方向为x轴、y轴或z轴的8个方向，在建筑物顶角的感知方向为6个，在建筑物底角的感知方向为5个；

步骤4)基于人工蜂群算法的采集器节点的再次部署

对于不需要部署在相对固定位置的(Nf)个传感器采集器节点，将其部署在

为了保证网络的连通性而额外添加的(Ne)个节点处；

步骤5)建筑物状态监测网络启动运行

启动三维环境无线网络中的传感器采集器节点，网络中传感器采集器节点个数为N=Ni+Nf+Ne，开始进行建筑物监测，通过传感器采集器节点之间的通信实现监测数据采集、处理、汇聚与传输，点对点或点对多之间实时通信。

2.根据权利要求1所述的分布式无线传感网络的组网节点模式的网络节点部署方法，其特征在于，所述的传感器数据采集节点通过数据采集器进行数据采集，包括单控制器采集器节点、双控制器采集器节点和数据采集器直连节点多类型节点模式；

所述单控制器采集器节点用于数据变化速度慢、数据量较小且作复杂度较简单的传感器，以充分降低功耗以及复杂度；

所述双控制器采集器节点用于数据采样速度较快的传感器和需要处理的数据量较大的传感器，其包含的高速MCU用于数据处理及数据封包压缩；

所述数据采集器直连节点用于传感器数据接口的制式尚未公开的传感器。

3.根据权利要求1所述的分布式无线传感网络的组网节点模式的网络节点部署方法，其特征在于，所述步骤4)的具体步骤如下：

Step1：初始化，设置初始迭代次数，蜂群进化代数，蜜蜂在蜜源处采蜜的次数P；

Step2：蜜源位置更新，以汇聚节点做为蜂巢，以步骤2)中初步部署的位置在三维网格中正方体顶角的节点中的部分节点作为蜜源{S1,…,SM},i＝1,2…,M，蜜蜂初始搜索群体与蜜源个数相同；

Step3：跟随蜂状态计算，即蜂巢与蜜源之间的最短路径Di（Ai,Ci），Ci=（Xi,Yi,Zi）计算，路径的计算中每个节点的空间方向如步骤3)中所述；

Step4：若最短路径Di大于节点的通讯距离，则存在覆盖漏洞，通过判断覆盖漏洞的大小，分配侦查蜂的数量，并在最短路径上的方格顶角位置添加侦查蜂，在同一蜜源处重复采蜜次数不超过P，则返回Step3；

Step5：在最终最优路径的正方格顶点位置的上添加传感器采集器节点，填充覆盖漏洞；

Step6：更信蜜源位置，返回Step3；

Step7：以步骤2)中已经部署的位置在三维网格中正方体顶角的节点为初始蜜源全部更新完毕后，结束算法；网络部署完毕。