[发明专利]面向双层结构无线传感器网络的中继节点鲁棒覆盖方法

摘要

本发明涉及一种面向双层结构无线传感器网络的中继节点鲁棒覆盖方法。本发明是一种基于本地搜索的中继节点2‑覆盖部署算法，通过将全局部署问题降解到局部部署问题，在保证鲁棒的同时实现了最优部署。该方法具体包括两个步骤：首次1‑覆盖以及二次1‑覆盖。其中首次1‑覆盖包括中继节点候选部署位置构建、传感器节点分组以及中继节点局部部署三个步骤，其中通过一种新颖的分组方法把传感器进行分组，降低了算法复杂度的同时保证了部署的最有性；二次1‑覆盖调整阈值，对每个分组挑选出只被一个中继节点覆盖的传感器节点，使用1‑覆盖方法对这些传感器节点再进行一次1‑覆盖，既保证了鲁棒性，又节省了中继节点部署数量，缩短了问题求解时间。

主权项

1.一种面向双层结构无线传感器网络的中继节点鲁棒覆盖方法，其特征在于，包括以下步骤：首次1‑覆盖：包括中继节点候选位置构建阶段、传感器节点分组阶段和局部部署阶段；所述中继节点候选位置构建阶段根据所需覆盖的传感器节点方位信息，构建全部中继节点的候选部署方位；所述传感器节点分组阶段将所需覆盖的传感器节点划分为独立的分组；所述局部部署阶段在各个独立的分组中进行中继节点部署，最终的中继节点部署由各个分组的局部部署结果组成；二次1‑覆盖：对首次1‑覆盖结果中只被一个中继节点覆盖的传感器节点进行二次1‑覆盖；将二次1‑覆盖结果与首次1‑覆盖所得到的结果进行合并，输出合并后的最终结果；所述中继节点候选位置构建阶段包括以下步骤：(1)输入所需覆盖的n个传感器节点位置信息X＝{x1,x2,…,xn}；(2)i从1开始，标记x_i为已搜索节点，构造一个以x_i节点的物理位置为圆心，通信半径r为半径的圆，并在圆周上每隔弧度取一个点，一个圆周共取k个点Y＝{y₁,y₂,…,y_k}；(3)从y1点开始，按照顺时针或者逆时针顺序，依次搜索以yj点(j＝1,2…k)的物理位置为圆心，通信半径r为半径的圆所能覆盖的传感器节点；(4)取步骤(3)中至少覆盖两个传感器节点的点作为中继节点候选位置，记为集合P＝{p1,p2,…,pm}；(5)标记X中的第i+1个传感器节点为已搜索节点，重复步骤(2)‑(4)，并存储每次搜索到的候选位置P＝P∪Pi，直到X中所有传感器节点都标记为已搜索，并输出搜索结果P；所述Pi为中继节点候选位置的集合P中的元素，是步骤(3)中至少覆盖两个传感器节点的点。