[发明专利]一种面向配网信息感知的协作覆盖方法

摘要

本发明提供了一种面向配网信息感知的协作覆盖方法，该协作覆盖方法包括：连通的协作覆盖集合的构造，构造的协作覆盖集合可以用尽可能少的信息感知设备节点完成对所有目标节点的覆盖，并基于层次聚类的连通集合构造方法保持各协作覆盖集合的连通；协作覆盖集合的调度，引入能量比阈值的概念，将系统的生命周期划分为多个时间片段，在每一个时间片段计算感知设备集合的能量比，以此实现对集合的调度。本发明在不同时间片内通过连通协作覆盖集的构造和调度实现感知设备能源的高效利用，提高信息感知网络的使用效率。

主权项

1.一种面向配网信息感知的协作覆盖方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，选择信息感知设备覆盖集合，按照排序规则对目标区域内的各个信息感知设备进行优先激活排序，选择优先激活排序最前端的信息感知设备加入信息感知设备覆盖集合，再对剩余未被选择激活的信息感知设备重复上述优先激活排序和选择过程，直到目标区域内全部目标节点均被覆盖；步骤2，连通信息感知设备覆盖集合，利用层次聚类方法对数据处理中心节点以及信息感知设备覆盖集合内的各个信息感知设备进行连通，实现各个信息感知设备相互之间以及信息感知设备与数据处理中心节点之间的互联；步骤3，调度信息感知设备覆盖集合，计算信息感知设备覆盖集合中能量消耗最多的信息感知设备的节点消耗值以及信息感知设备覆盖集合的集合总能量，当节点消耗值与集合总能量的能量比超过调度阈值时，设定信息感知设备覆盖集合进入休眠状态，并返回步骤1，重新选择信息感知设备覆盖集合；步骤1中，设定的排序规则为：在剩余能量超过能量阈值的各个信息感知设备中，根据覆盖目标节点数的多少以及已被选择激活的次数进行优先激活排序；步骤1中，优先激活排序的具体步骤为：步骤1.1，获取目标区域内各个信息感知设备覆盖目标节点的数目num1以及各个信息感知设备已被选择激活工作的次数num2；步骤1.2，按照公式num1‑ωnum2计算各个信息感知设备的优先激活值，并按照大小顺序对各个优先激活值进行优先激活排序，式中ω为次数num2的计算比例系数；步骤1.1中，获取目标区域内各个信息感知设备覆盖目标节点的数目num1以及各个信息感知设备已被选择激活工作的次数num2的具体步骤为：步骤1.1.1，对目标区域内的所有目标节点进行编号，并且每一个目标节点都维护一个部署表，部署表中包括该目标节点需要的信息感知设备的种类以及该目标节点是否已经选择相应种类的信息感知设备来监测该目标节点，初始化部署表中的所有值为1，如果已经选择相应种类的信息感知设备，则设置对应信息感知设备的种类值为0，否则设置为1；步骤1.1.2，对于目标区域内的每一个信息感知设备，各自维护一个覆盖表，每一个信息感知设备均有一个能量剩余值，覆盖表用来记录各个信息感知设备可以覆盖目标节点的编号，记录各个信息感知设备的剩余能量以及信息感知设备已被选择激活工作的次数num2；步骤1.1.3，按照编号对目标节点进行逐个查询计算，对于i号目标节点，首先查询其部署表，如果目标节点的部署表中没有相应种类的信息感知设备，则跳过该目标节点查询计算第i+1号目标节点，如果有相应种类的信息感知设备且部署表中的对应值为1，则计算该信息感知设备与目标节点的距离是否小于或等于该信息感知设备的覆盖半径，如果小于或等于则将该目标节点的编号i记录到该信息感知设备的覆盖表中，否则跳过该目标节点查询计算第i+1号目标节点，直到所有目标节点都被查询计算过；步骤1.1.4，查询各个信息感知设备的覆盖表，获取各个覆盖表中记录的覆盖目标节点的数目num1；步骤3中，计算信息感知设备覆盖集合中能量消耗最多的信息感知设备的节点消耗值以及信息感知设备覆盖集合的集合总能量的具体步骤为：步骤3.1，设第j次构建的信息感知设备覆盖集合中有m个信息感知设备，其中第i个信息感知设备的剩余能量为eri，单位时间片段消耗的能量为eit，则信息感知设备覆盖集合中能量消耗最多的信息感知设备的节点消耗值用连续运行的时间片段数表示为：由上式可知，第j次构建的信息感知设备覆盖集合可持续工作的时间片段数的取值范围为(0，xj]；步骤3.2，信息感知设备覆盖集合的集合总能量与最大生命周期相对应，则集合总能量用各个信息感知设备的工作时间片段数之和表示为：式中，n为信息感知设备覆盖集合的构建总次数。