[发明专利]基于加权Voronoi图的三维异构移动传感器网络自主部署方法

摘要

本发明公布了一种三维环境下异构传感器网络的自主部署方法，基于加权Voronoi划分，将三维异构移动传感器网络协同自主部署过程转化为三维异构移动传感器网络节点自主移动的过程，由此快速完成传感器节点的部署；包括：初始化，获取信息并计算每个节点的权值；进行加权Voronoi划分；计算Voronoi区域质心；节点从原来的位置移动到节点的Voronoi区域的质心位置，更新节点的位置信息。采用本发明技术方案，网络部署的收敛速度快，能够更加快速地完成传感器节点的部署；能够提升网络覆盖率、降低网络能量消耗。

主权项

1.一种三维环境下异构传感器网络的自主部署方法，基于加权Voronoi划分，将三维异构移动传感器网络协同自主部署过程转化为三维异构移动传感器网络节点自主移动的过程，由此快速完成传感器节点的部署，提升网络覆盖率；所述自主部署方法包括以下步骤：1)初始化：获取三维异构移动传感器网络监测区域的大小、所有节点的位置信息集合、节点个数及节点的感知半径信息集合，并计算每个节点的权值；设节点的权值的集合为Q＝{q1,q2,q3,...qn,}，通过式1计算得到每个节点的权值：式1中，V为监测区域(立方体)的体积；n为部署在监测区域的节点的个数；qi表示第i个节点的权值；Ri感、Rj感分别表示第i个节点、第j个节点的感知半径；2)进行加权Voronoi划分：根据节点的位置信息和权值，对监测区域进行三维的加权Voronoi划分，获取每个节点的Voronoi区域的顶点集合；Voronoi区域为生成的Voronoi区域顶点连线所构成的多面体；3)计算Voronoi区域质心：根据每个Voronoi区域的顶点集合，计算每个Voronoi区域的质心位置；具体通过式2计算得到质心：其中，C为节点的Voronoi区域的质心；k表示节点的Voronoi区域的顶点个数，(xi,yi,zi)表示节点的Voronoi区域的第i个顶点vi的坐标；通过计算所有顶点集合Vn内所有顶点的坐标的算数平均值，即可得到节点的Voronoi区域的三维质心点；4)节点从原来的位置移动到节点的Voronoi区域的质心位置，更新节点的位置信息；5)计算覆盖率是否达到要求，如果覆盖率达到要求，终止操作，否则，返回执行步骤2)；通过上述步骤即可实现基于Voronoi划分的三维异构移动传感器网络的自主部署。