[发明专利]一种基于无线传感器网络紧密度中心性的抗毁性增强方法

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络紧密度中心性的抗毁性增强方法，其特征在于：

在二维监测区域中随机部署传感器节点，并设置一个汇聚节点Sink，通过添加一个异构节点，提高网络的抗毁性；异构节点具有能量可补充，传输距离远的特点，可直接与Sink通信；

对二维监测区域进行网格划分，除已有传感器节点的位置外，所有网格点都可作为添加异构节点的位置，假设共有M个网格点可作为部署异构节点的位置；

异构节点的初始位置为h(u_c,v_c)，网络中部署的节点按DEEC算法进行分簇后，共有N个簇头节点，它们的位置为v_i(x_i,y_i)，i＝1,2,…,N，Sink节点的位置为(x_m,y_m)；簇头节点的数据传输方式分为簇头节点直接采用的多跳传输的方式将数据传输至Sink节点或通过超级链路将数据传输至Sink节点；

假设网络中有S个簇头节点直接通过多跳传输的方式将数据传输至Sink节点，H个簇头节点通过超级链路将数据传达至Sink节点，满足H+S＝N；

S个簇头节点将数据直接多跳传输至Sink时，簇头节点v_i通过贪婪算法(所有邻居簇头节点中距离Sink节点最近的簇头节点作为下一跳的选择)寻找到将数据传送至Sink节点的最短传输路径，设置簇头节点v_i将数据传输至Sink节点的距离为d_i^s，给传输路径中的中继簇头节点标号，假设有j个中继簇头节点坐标为(γ_n，δ_n)，n＝1,2,…,j，传输距离公式(1)如下所示：

同理，H个簇头节点v_i通过异构节点的超级链路将数据传输至Sink节点时，簇头节点v_i同样通过贪婪算法寻找到所有邻居簇头节点到异构节点h的最短传输路径，设置簇头节点v_i将数据传输至异构节点h的距离为d_i^h，当数据传输至异构节点后，异构节点再通过超级链路将数据传输至Sink节点；给传输路径中的中继簇头节点标号，假设有l个中继簇头节点，坐标为(α_n，β_n)，n＝1,2,…,l，传输距离公式(2)如下所示：

根据簇头节点到异构节点的传输距离d_i^h和到Sink节点的传输距离d_i^s判断簇头节点的数据传输方式，当d_i^s≥d_i^h时，则簇头节点通过异构节点与Sink节点间的超级链路将数据传输至Sink节点；当d_i^sd_i^h时，则簇头节点直接多跳传输至Sink节点，如簇头节点v₁，经多跳传输至Sink节点的的距离要小于到异构节点的距离，因此，其直接将数据多跳传输至Sink节点；

当d_i^s≥d_i^h时，簇头节点通过异构节点与Sink节点间的超级链路将数据传输至Sink节点，此时，d_is＝d_i^h；当d_i^sd_i^h时，簇头节点直接多跳传输至Sink节点，此时，d_is＝d_i^s；

提出基于无线传感器网络紧密度中心性的指标，定义为在无线传感器网络中，传感器节点到汇聚节点Sink的最短距离的倒数，如公式(3)所示：

其中，d_is是从节点i到Sink节点的最短路径距离，数据从节点i到Sink节点的单向传输；

再根据无线传感器网络紧密度公式(3)计算得到每个簇头相应的无线传感器网络紧密度的值，并将它们从高到低进行排序；

确定无线传感器网络紧密度值最小和次小的簇头节点连线的中点位置为异构节点的位置，异构节点与Sink节点可以直接建立捷径进行通信；

由此提高了网络中多数无线传感器网络紧密度小的节点的无线传感器网络紧密度，从而均匀了网络的整体中心性，降低了原先少数重要节点的重要性，提高了网络的抗毁性。