[发明专利]一种基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度的路由方法

权利要求书

1.一种基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度的路由方法，其特征在于，包括：

步骤(1)：将节点随机部署到监测区域后，汇聚节点在网络中泛洪一个“你好”消息，每个节点收到“你好”消息后保存汇聚节点的跳数，并进入休眠模式等待目标出现；

步骤(2)：目标出现后，与目标的距离在感知半径内的节点将被触发进入工作模式，进入工作模式的节点竞选出簇头；

步骤(3)：竞选出簇头后，其余处于工作模式的节点执行基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度方法，休眠调度过程结束后，再将仍处于工作模式的节点同所述簇头一起构成当前簇结构；

所述步骤(3)中基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度方法设置有与目标距离相关的随机休眠概率，包括：将与目标距离超过预设阈值的节点的状态转变为感知模式；并且与目标距离在预设阈值范围内的节点则会根据感知范围被邻居节点覆盖的情况，将一部分节点的状态转变为感知模式；

所述感知模式具体为：节点的发送模块和接收模块被关闭、感知模块和处理模块被打开；处于感知模式下的节点用于感知并处理数据，但不能发送、接收数据；

步骤(4)：通过所述当前簇结构的簇头来预测目标将要移动的位置，并激活预测出的目标移动位置周围的节点以形成下一个簇结构；

步骤(5)：所述下一个簇结构的簇头唤醒每个簇节点之后，接收每个簇节点的感知数据，并将收到的感知数据进行融合后通过预设传输路径转发给所述汇聚节点。

2.根据权利要求1所述的基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度的路由方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：当每个节点收到来自多个(n-1)级节点转发的“你好”消息时，将接收信号强度指示最小的(n-1)级节点作为首选中继节点。

3.根据权利要求1所述的基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度的路由方法，其特征在于，所述步骤(2)中进入工作模式的节点采用广播时延的方式竞选出簇头，公式为：其中，T_CH(i)为广播时延值，E_r(i)为节点i的剩余能量，为节点i的邻居节点的剩余能量的平均值，I(i)为节点i对目标的感知强度，为节点i的邻居节点对目标感知强度的平均值；a为的权重，b为的权重，a+b＝1且a和b均为正数。

4.根据权利要求1所述的基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度的路由方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过引入随机退避策略以避免出现多个簇头。

5.根据权利要求1所述的基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度的路由方法，其特征在于，所述步骤(3)中随机休眠概率的公式为；

其中，C为常数，Φ_i,j为节点i感知范围被邻居节点j覆盖的方向角，x为节点i到目标的距离，x_s为节点进行随机休眠的距离阈值且η_s为簇结构中节点进入休眠状态的概率，R_S为节点的感知半径，α∈[0,1]，用于保证距离目标x_s范围内不会出现覆盖漏洞，f(x)为随机变量x的概率密度且

6.根据权利要求1所述的基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度的路由方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：所述簇头和处于工作模式的节点在能量将耗尽时，均通过广播“能量不足”消息来寻找替换节点。

7.根据权利要求1所述的基于目标距离的WSN线性覆盖休眠调度的路由方法，其特征在于，所述步骤(4)中通过所述当前簇结构的簇头来预测目标将要移动的位置，具体为：所述当前簇结构的簇头根据感知到的不同时刻目标的位置信息，采用线性预测跟踪算法来预测目标将要移动的位置，公式为：

其中，(x_i+1,y_i+1)表示目标在下一时刻的坐标，v表示目标将要移动的运动速度且θ表示目标将要移动的运动方向且(x_i-1,y_i-1)表示目标在前一时刻t_i-1的坐标，(x_i,y_i)表示目标在当前时刻t_i的坐标。