CN101242433B

CN101242433B - 面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法

Info

Publication number: CN101242433B
Application number: CN2008101016641A
Authority: CN
Inventors: 刘玉恒; 蒲菊华; 刘国师; 张硕; 刘云璐; 熊璋
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2028-03-11
Also published as: CN101242433A

Abstract

本发明公开了一种面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，该动态休眠调度方法通过构建定位树，并从定位树中拾取唤醒锚节点、休眠锚节点；然后依据消息转发机制通知目标节点周边的锚节点进入哪种工作方式，从而通过动态休眠调度，使目标节点能够有效的维持足够高的锚节点连通度，保证了目标节点在无线传感器网络中的定位成功率和精度。所述消息转发机制是向唤醒锚节点集合中的锚节点派发WAKEUP_MSG消息，使其保持唤醒状态，进入全勤的工作方式；同时向休眠锚节点集合中的锚节点派发PRUNE_MSG消息，使其切换至休眠状态，进入低功耗工作方式。

Description

面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法

技术领域

本发明涉及一种适用于无线传感器网络的低功耗策略，详细地说，是指一种面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，该动态休眠调度方法有助于提高无线传感器网络的定位精度和定位成功率。

背景技术

近年来，无线传感器网络的自身定位方法已经引起科研人员的广泛关注。目前研究工作的焦点仍集中于如何提高算法的定位精度、降低额外的硬件要求以及削弱信息延迟对移动节点定位的负面影响等方面，但并没有关注在移动节点定位过程中如何动态地平衡整个网络功耗、降低定位成本从而延长网络寿命的问题。

动态休眠调度机制在面向目标跟踪的传感器网络领域中已有一些相关研究成果。例如，Kumar解决了当每个节点均以p(占空比)百分比休眠的情况下，如何确定恰当的节点数目，以保证目标区域内每个点都能够达到k覆盖度(即被k个节点传感区域覆盖)，从而达到良好的服务质量的问题(2004年9月，在ACM Mobicom 2004会议中公开)；Gui针对目标跟踪的传感器网络提出了监控质量的概念，并研究了移动目标在被传感器节点发现之前的运动距离与网络内活跃节点数目之间的关系，并给出唤醒部分节点就足以确保较好的监控质量的结论(2004年9月，在ACM Mobicom 2004会议中公开)；Zhang(IEEE TOWC，2004年3月5日公开)和Bhattacharya(2005年4月，在IEEE IPSN 2005会议中公开)研究了面向目标跟踪的动态功耗控制协议，提出了通过维护ConveyTree方法，调度传感器节点的工作状态，保证目标被足够多的传感器节点覆盖。然而，目标跟踪关注的是网络覆盖问题，所保证的是目标被足够多的节点覆盖在传感区域内，并没有考虑移动节点(或称为目标节点)定位的动态休眠调度机制

发明内容

本发明提出一种面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，该动态休眠调度方法通过构建定位树，并从定位树中拾取唤醒锚节点、休眠锚节点；然后依据消息转发机制通知目标节点周边的锚节点进入哪种工作方式，从而通过动态休眠调度，使目标节点能够有效的维持足够高的锚节点连通度，保证了目标节点在无线传感器网络中的定位成功率和精度。

该动态休眠调度方法解决了：(1)如何动态地调度多个锚节点的休眠与唤醒，使得目标节点的多跳连通度足够大，以满足多跳移动定位方法的要求。(2)动态的休眠唤醒机制是需要付出通信负荷增长的代价，而且活跃节点越多，网络的整体功耗也就越大，当连通度达到一定级别时，动态休眠调度机制的节能性能比一般的休眠调度机制更能节约功耗。

本发明的一种面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，包括有下列动态休眠调度步骤：

(A)初始化定位树：

以任意目标节点M_b自身为根结点、多跳邻居锚节点为多级子结点构建初始定位树LT₁；该初始定位树LT₁仅作为第一次休眠与唤醒锚节点使用；

任意目标节点M_b通过泛洪广播方式获取无线传感器网络中各锚节点的信息，待泛洪广播结束后，将各锚节点信息存储在初始定位树LT₁中；

所述初始定位树LT₁中的每个子结点采用三元组顺序表的数据结构形式进行存储，数据结构形为<SEED_ID，HOP_COUNT，PARENT_ID>；

(B)确定进入休眠与唤醒的锚节点集合：

根据目标节点M_b在当前时刻i所在监控区域N_L×L构建一个当前定位树LT_i，并将所述当前定位树L_Ti中的所有锚节点拾取出形成唤醒锚节点集合S_hi和休眠锚节点集合W_hi；

(C)休眠与唤醒调度规则：

通过传感器网络中各锚节点之间的消息转发机制，向唤醒锚节点集合S_hi中的锚节点派发WAKEUP_MSG消息，使其保持唤醒状态，进入全勤的工作方式，以确保足够高的连通度；同时，向休眠锚节点集合W_hi中的锚节点派发PRUNE_MSG消息，使其切换至休眠状态，进入低功耗工作方式；

WAKEUP_MSG消息格式为：

HEADER

CMD_WK

SEED_ID

NODE_ID

TAIL

PRUNE_MSG消息格式为：

HEADER

CMD_PR

SEED_ID

NODE_ID

TAIL

(D)定位树重构：

根据目标节点M_b在监控区域N_L×L内的位置移动，获得下一时刻i+1的定位树LT_i+1，该下一时刻定位树LT_i+1将作为下次循环进行动态休眠调度所需的定位树，顺次重复(B)步骤、(C)步骤实现目标节点的传感器网络中动态休眠调度。

在(A)步骤中目标节点M_b的泛洪广播方式为(a)目标节点M_b广播一条REQUEST_MSG消息，该REQUEST_MSG消息包含了该目标节点M的标识NODE_ID以及跳数HOP_COUNT；(b)每个接收到REQUEST_MSG消息的锚节点会在本地保存上述目标节点M_b的标识NODE_ID和跳数HOP_COUNT；并将接收到的REQUEST_MSG消息中的跳数HOP_COUNT字段加1后，向邻居节点转发该S_REQUEST_MSG消息，同时回复一条RESPONSE_MSG消息给目标节点M；该S_REQUEST_MSG消息包含了该锚节点标识SEED_ID、路径长度HOP_COUNT+1以及上一跳锚节点标识PARENT_ID。

在(D)步骤中目标节点M_b移动后的泛洪广播方式为(a)目标节点M广播一条REQUEST_MSG消息，该REQUEST_MSG消息包含了该目标节点M的标识NODE_ID以及跳数HOP_COUNT；(b)每个接收到REQUEST_MSG消息的锚节点会在本地保存上述目标节点M_b的标识NODE_ID和跳数HOP_COUNT；并将接收到的REQUEST_MSG消息中的跳数HOP_COUNT字段加1后，向邻居节点转发该S_REQUEST_MSG消息，同时回复一条RESPONSE_MSG消息给目标节点M_b；该S_REQUEST_MSG消息包含了该锚节点标识SEED_ID、路径长度HOP_COUNT+1以及上一跳锚节点标识PARENT_ID；(c)若锚节点接收到来自同一个目标节点的多条REQUEST_MSG消息，则以跳数HOP_COUNT字段最小的那一条为准进行更新、转发和回复；当该锚节点接收的跳数HOP_COUNT值均小于等于所有邻居节点的跳数HOP_COUNT值时，则此次泛洪广播结束。

在(B)步骤中对当前定位树LT_i区域内的锚节点的拾取规则为(a)计算监控区域N_L×L内锚节点的每跳平均距离d_hop，

d_{hop} = (1 + e^{- N} - {&Integral;}_{- 1}^{1} e^{- \frac{N (\arccos (t) - t \sqrt{1 - t^{2}})}{π}} dt),

(b)计算位于目标节点M_b在下一定位时刻i+1的可能位置区域的所有锚节点在当前定位树LT_i区域内的最大层数hop_max，

(c)将当前定位树LT_i区域内位于1～hop_max层的所有子结点集合确定为目标节点选取T_i；在目标节点选取T_i中锚节点的所有h跳邻居锚节点即为唤醒锚节点集合S_hi，在目标节点选取T_i中未被选取的锚节点为休眠锚节点集合W_hi。

本发明的动态休眠调度方法与现有技术相比的优点在于：(1)通过动态的调度任意目标节点M_b在监控区域N_L×L内的各锚节点的工作状态，确保了目标节点M_b的h跳连通度；(2)通过采用不同格式的消息转发、回复激活目标节点M_b周边的锚节点或相邻节点，基于每跳距离，从而实现依赖锚节点的位置实现精确定位；(3)依据每跳距离发送消息进行工作状态选取实现了低功耗的网络运行。

附图说明

图1为本发明的网络动态休眠调度的处理流程图。

图2为无线传感器网络中目标节点与活跃节点、休眠节点的结构示意图。

图2A为图2中显示的目标节点的定位树信息表。

图3为本发明定位树重构后在监控区域内的各节点的工作状态简示图；

图4为三种不同调度机制使用功耗的对比。

具体实施方式

本发明是一种面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，是将多个无线传感器部署在一个正方形的监控区域N_L×L内(边长为L＝100～1000m)，无线传感器网络中静止不动的锚节点数目为n′，移动的目标节点的数目为m′(一般来说，n′

m′)。在本发明申请中假设n′个锚节点的部署方式服从随机均匀分布，即每个锚节点位于目标区域上的任何位置的概率是相同的，且它们之间的概率分布互相独立；任意目标节点M_b的移动方式是随机的，速度与方向随时可变，假设节点的移动速度不超过ν_max。目标节点M_b所采用的移动定位方法为h跳型，即该方法需要目标节点的h跳邻居锚节点参与定位。

本发明提出了一种适用于无线传感器网络中面向目标节点定位的动态休眠调度方法，[Proactive Sleeping and Wakeup for localization In Mobilesensor networks (P-SWIM)]，可以动态地保持目标节点的多跳连通度。P-SWIM的基本思想是预先通知移动节点监控区域N_L×L(或称定位区域)内的活跃锚节点，使之提前进入全勤的工作方式，等待目标节点的定位请求；当目标节点离开监控区域N_L×L时，这些锚节点又重新恢复以前的低功耗工作方式。P-SWIM方法分为三个阶段：首先，当目标节点进入监控区域时，构建一棵以自身为根结点，多跳锚节点为多级子结点的树形结构，本专利申请中定义为定位树(Localization Tree)，因此这一阶段也称为定位树的构建阶段(初始化定位树)；其次，根据目标节点的当前位置，预先通知即将处于定位区域内的锚节点，进入全勤的工作方式，以确保足够高的h跳连通度，称为预唤醒阶段；在目标节点移动过程中，动态地将预唤醒的锚节点添加进定位树中，并将已离开监控区域的锚节点从定位树中移除掉，完成定位树的重构阶段。

本发明面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，包括有下列具体的动态休眠调度步骤：

(A)初始化定位树：

所述初始定位树LT₁中的每个子结点采用三元组顺序表的数据结构形式进行存储，数据结构形式为<SEED_ID，HOP_COUNT，PARENT_ID>(参见图2A所示的表格)；SEED_ID表示锚节点的标识，HOP_COUNT表示到根结点的最短路径长度，PARENT_ID表示直接父结点的标识；

此步骤中，多个无线传感器构成如图2所示的无线传感器网络结构示意图，在无线传感器网络部署中已知位置的传感器节点称作锚节点，未知位置的传感器节点称作目标节点(在本专利申请中称移动节点)。图中圆圈中带有编号的是指活跃节点，黑圆圈的是指休眠节点，这两种节点均为锚节点。

(B)确定进入休眠与唤醒的锚节点集合：

(C)休眠与唤醒调度规则：

WAKEUP_MSG消息格式为：

HEADER

CMD_WK

SEED_ID

NODE_ID

TAIL

HEADER表示WAKEUP_MSG消息的报文头，CMD_WK表示WAKEUP_MSG消息的命令字，SEED_ID表示WAKEUP_MSG消息的待唤醒的锚节点标识，NODE_ID表示WAKEUP_MSG消息的目标节点标识，TAIL表示WAKEUP_MSG消息的报文尾。

PRUNE_MSG消息格式为：

HEADER

CMD_PR

SEED_ID

NODE_ID

TAIL

HEADER表示PRUNE_MSG消息的报文头，CMD_PR表示PRUNE_MSG消息的命令字，SEED_ID表示PRUNE_MSG消息的待唤醒的锚节点标识，NODE_ID表示PRUNE_MSG消息的目标节点标识，TAIL表示PRUNE_MSG消息的报文尾。

(D)定位树重构：

在(A)步骤中目标节点M_b的泛洪广播方式为(a)目标节点M_b广播一条REQUEST_MSG消息，该REQUEST_MSG消息包含了该目标节点M_b的标识NODE_ID以及跳数HOP_COUNT；(b)每个接收到REQUEST_MSG消息的锚节点会在本地保存上述目标节点M的标识NODE_ID和跳数HOP_COUNT；并将接收到的REQUEST_MSG消息中的跳数HOP_COUNT字段加1后，向邻居节点转发该S_REQUEST_MSG消息，同时回复一条RESPONSE_MSG消息给目标节点M_b；该S_REQUEST_MSG消息包含了该锚节点标识SEED_ID、路径长度HOP_COUNT+1以及上一跳锚节点标识PARENT_ID。

在(D)步骤中目标节点M_b移动后的泛洪广播方式为(a)目标节点M_b广播一条REQUEST_MSG消息，该REQUEST_MSG消息包含了该目标节点M_b的标识NODE_ID以及跳数HOP_COUNT；(b)每个接收到REQUEST_MSG消息的锚节点会在本地保存上述目标节点M_b的标识NODE_ID和跳数HOP_COUNT；并将接收到的REQUEST_MSG消息中的跳数HOP_COUNT字段加1后，向邻居节点转发该S_REQUEST_MSG消息，同时回复一条RESPONSE_MSG消息给目标节点M_b；该S_REQUEST_MSG消息包含了该锚节点标识SEED_ID、路径长度HOP_COUNT+1以及上一跳锚节点标识PARENT_ID；(c)若锚节点接收到来自同一个目标节点的多条REQUEST_MSG消息，则以跳数HOP_COUNT字段最小的那一条为准进行更新、转发和回复；当该锚节点接收的跳数HOP_COUNT值均小于等于所有邻居节点的跳数HOP_COUNT值时，则此次泛洪广播结束。

d_{hop} = R (1 + e^{- N} - {&Integral;}_{- 1}^{1} e^{- \frac{N (\arccos (t) - t \sqrt{1 - t^{2}})}{π}} dt);

(b)计算位于目标节点M在下一定位时刻i+1的可能位置区域的所有锚节点在当前定位树LT_i区域内的最大层数hop_max，

在本发明中，动态休眠调度的处理流程参见图1所示。当目标节点M进入监控区域N_L×L时，首先，任意目标节点M_b广播一条REQUEST_MSG消息，该REQUEST_MSG消息包含了该目标节点M_b的标识NODE_ID以及跳数HOP_COUNT(记录锚节点到目标节点的跳数，初始化为0)；

然后，每个接收到REQUEST_MSG消息的锚节点会在本地保存目标节点M_b的NODE_ID和HOP_COUNT，并将REQUEST_MSG消息中的HOP_COUNT字段加1后形成锚节点的S_REQUEST_MSG消息；并将该锚节点的S_REQUEST_MSG消息向邻居节点转发，同时回复一条RESPONSE_MSG消息给目标节点M_b；S_REQUEST_MSG消息含了该锚节点标识SEED_ID、路径长度HOP_COUNT+1以及上一跳锚节点标识PARENT_ID(若上一跳为目标节点，则PARENT＝0)；

若锚节点接收到来自同一个目标节点的多条REQUEST_MSG消息，则以HOP_COUNT字段最小的那一条为准进行转发和回复；当锚节点的HOP_COUNT值均小于等于所有邻居节点的HOP_COUNT值时，则此次泛洪广播结束。

整个无线传感器网络中的锚节点分别执行完消息更新、转发、回复步骤，泛洪广播结束后，目标节点将整个邻居区域的锚节点信息存储在定位树中。该定位树以目标节点为根结点，采用三元组顺序表(该顺序表结构如图2A所示)的数据结构进行存储。三元组基本格式为<SEED_ID，HOP_COUNT，PARENT_ID>，分别表示锚节点的标识、到根结点的最短路径长度以及父结点的标识。

定位树构建以后，目标节点掌握了周边的邻居锚节点的结构，从而可以估计出哪些锚节点将处于自己的定位区域内，以便唤醒这些锚节点，使其进入全勤的工作方式。为了区别正常的睡眠与活跃状态，每个锚节点的工作状态可以根据功耗水平的不同更加细化的分为：睡眠状态(Sleeping mode)、RIS活跃状态(RIS-Active mode)、全勤状态(Full Duty mode)与定位状态(Localizingmode)。睡眠状态时的功耗最低；RIS活跃状态表示锚节点处于RIS低功耗工作方式中的活跃状态；全勤状态表示锚节点进入全勤工作方式，始终保持活跃状态；定位状态表示锚节点正在参与目标节点定位，该状态时锚节点的功耗包括通信负荷与运算开销，处于最高峰。可见，定位树中的锚节点均处于全勤或定位两种工作状态。

以如图3为例，目标节点M_b需要预唤醒将在当前时刻t_i+1属于其定位区域内的锚节点，即h跳邻居锚节点为唤醒锚节点集合S_hi(监控区域内的所有锚节点)。目标节点M_b首先要估计出在t_i+1时刻的所有锚节点，将位于目标节点可能的位置区域内的所有锚节点定义为集合T_i，集合T_i是位于以目标节点为圆心，以R+ν_maxΔt为半径的圆面内的所有锚节点。

为了降低额外的功耗，本发明中提出了一种不依赖于位置信息的锚节点筛选方法。首先，计算网络的每跳平均距离，根据Kleinrock和Silvester给出的网络每跳平均距离的计算方法：

d_{hop} = R (1 + e^{- N} - {&Integral;}_{- 1}^{1} e^{- \frac{N (\arccos (t) - t \sqrt{1 - t^{2}})}{π}} dt) - - - (1)

其中，R为锚节点的通讯半径，R＝200～500m，t为邻居节点之间方向角的角度系数，N为邻居节点的平均数目，且

N = \frac{{πnr}^{2}}{L^{2}},

n为监控区域N_L×L内活跃锚节点的数目，d_t为微分标识。由此，可以得出T_i中的锚节点在定位树LT_i中的最大层数为：

然后，T_i确定为定位树LT_i中的层数1～hop_max的所有子结点。最后，目标节点M_b选取T_i中锚节点的所有h跳邻居节点作为唤醒锚节点集合S_hi，即在定位树LT_i中位于层数h+1～h+hop_max层的所有锚节点。在该筛选方法中，虽然d_hop的计算复杂度较高，但由于网络每跳平均距离是恒定的，因此只需要计算一次，所以其更适合在定位树这种数据结构中快速查找到满足条件的锚节点。S_hi确定之后，目标节点M_b向S_hi中的锚节点发送WAKEUP_MSG消息，预唤醒将在t_i+1时刻属于其h跳邻居的锚节点，使其进入全勤工作方式，保持活跃状态。同时，而定位树LT_i中的其他锚节点则构成了需要恢复低功耗工作方式的休眠锚节点集合W_hi，目标节点向这些锚节点发送PRUNE_MSG消息，在下一次重构定位树阶段时从定位树中剪除掉这些锚节点。为了尽可能地节省功耗，当目标节点的h跳连通度足以满足定位方法的要求时，可以中止预唤醒算法。预唤醒算法基本过程的伪代码如下所示：

void Procactively Wakeup(LTi)

{

//the set of the seeds to be proactively waked up

S＝Φ；

nConnectivity＝0；

for hop_count from h+1 to h+hopmax do

{

//get seed from Localization Tree at the given layer

hop_count

Seed_ID＝GetSeedFromLayer(LTi，hop_count)；

AddSeed(S，Seed_ID)；

//max multi-hop connectivity reaches

if(nConnectivity++>＝MAX_CONNECTIVITY)

break；

}

for each seed in S

{

Seed_ID＝GetNextSeed(S)；

//sendWAKEUP_MSG to add the seed to Localization Tree

SendWakeupMsg(Seed_ID)；

}

for each seed in LTi

{

//traverse Localization Tree to get each seed

Seed_ID＝Traverse(LTi)；

//seeds not in S

if(Seed_ID not in S)

//send PRUNE_MSG to prune the seed from

Localization Tree

SendPruneMsg(Seed_ID)；

}

随着锚节点的休眠以及目标节点的移动，定位树的结构也会随之发生变化，这就需要动态地重构定位树。由于定位树中的锚节点集合均处于全勤和定位两种工作状态，因此，该重构过程就是根据锚节点的工作状态动态地将预唤醒的锚节点添加进定位树中，并将已离开定位区域的锚节点从定位树中移除掉。

在本发明中，定位树重构的方法类似于定位树构建的方法，目标节点M向传感器网络中继续广播REQUEST_MSG消息，只有处于全勤或定位两种工作状态的锚节点回复RESPONSE_MSG消息响应目标节点。目标节点M接收到该消息后，更新三元组顺序表中的锚节点信息，便可完成定位树的重构。

本发明提出的一种面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，该动态休眠调度方法通过通知目标节点周边的锚节点进入全勤的工作方式，而网络内其他锚节点则仍然保持低功耗的工作方式，因此尽可能的降低了节点功耗，延长了网络寿命。实验结果表明，移动节点定位方法采用P-SWIM相比于采用静态休眠调度机制RIS(Random Independent Scheme)和GAF(Geographic Adaptive Fedility)能够显著提高定位性能；且P-SWIM引入的运行功耗也是三种策略中最低的，比RIS和GAF最多可节省47.6％和60.2％的功耗(参见图4所示)。而且，P-SWIM引入的附加网络功耗最少，是一种面向移动节点定位的节能型休眠调度机制。

表1不同休眠调度方法的等效参数组

方法名称	参数名称	第一组参数	第二组参数	第三组参数	第四组参数
						GAF	虚拟网格大小发现时间长度	10m10s	20m10s	40m10s	50m10s
RIS	时槽长度活跃百分比	10s1	10s0.6	10s0.4	10s0.3
						P-SWIM	时槽长度活跃百分比	10s0.6	10s0.25	10s0.15	10s0.1

Claims

1.一种面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，其特征在于包括有下列动态休眠调度步骤：

(A)初始化定位树：

所述初始定位树LT₁中的每个子结点采用三元组顺序表的数据结构形式进行存储，数据结构形式为＜SEED_ID，HOP_COUNT，PARENT_ID＞，SEED_ID表示锚节点的标识，HOP_COUNT表示到根结点的最短路径长度，PARENT_ID表示直接父节点标识；

目标节点M_b的泛洪广播方式为(a)目标节点M_b广播一条REQUEST_MSG消息，该REQUEST_MSG消息包含了该目标节点M_b的标识NODE_ID以及跳数HOP_COUNT；

(b)每个接收到REQUEST_MSG消息的锚节点会在本地保存上述目标节点M_b的标识NODE_ID和跳数HOP_COUNT；并将接收到的REQUEST_MSG消息中的跳数HOP_COUNT字段加1后，向邻居节点转发S_REQUEST_MSG消息，同时回复一条RESPONSE_MSG消息给目标节点M_b；该S_REQUEST_MSG消息包含了该锚节点标识SEED_ID、路径长度HOP_COUNT+1以及直接父节点标识PARENT_ID；

(B)确定进入休眠与唤醒的锚节点集合：

根据目标节点M_b在当前时刻i所在监控区域N_L×L构建一个当前定位树LT_i，并将所述当前定位树LT_i中的所有锚节点拾取出形成唤醒锚节点集合S_hi和休眠锚节点集合W_hi；

对当前定位树LT_i区域内的锚节点的拾取规则为(a)计算监控区域N_L×L内锚节点的每跳平均距离

式中R为锚节点的通讯半径，t为邻居节点之间方向角的角度系数，N为邻居节点的平均数目，且

L表示监控区域边长，n为监控区域N_L×L内活跃锚节点的数目，dt为微分标识；

式中v_max为目标节点M_b的最大移动速度，Δt为循环时间间隔；

(c)将当前定位树LT_i区域内位于1～hop_max层的所有子结点集合确定为目标节点选取T_i；在目标节点选取T_i中锚节点的所有h跳邻居锚节点即为唤醒锚节点集合S_hi，在目标节点选取T_i中未被选取的锚节点为休眠锚节点集合W_hi；

(C)休眠与唤醒调度规则：

WAKEUP_MSG消息格式为：

HEADER CMD_WK SEED_ID NODE_ID TAIL

HEADER表示WAKEUP_MSG消息的报文头，CMD_WK表示WAKEUP_MSG消息的命令字，SEED_ID表示WAKEUP_MSG消息的待唤醒的锚节点标识，NODE_ID表示WAKEUP_MSG消息的目标节点标识，TAIL表示WAKEUP_MSG消息的报文尾；

PRUNE_MSG消息格式为：

HEADER CMD_PR SEED_ID NODE_ID TAIL

HEADER表示PRUNE_MSG消息的报文头，CMD_PR表示PRUNE_MSG消息的命令字，SEED_ID表示PRUNE_MSG消息的待唤醒的锚节点标识，NODE_ID表示PRUNE_MSG消息的目标节点标识，TAIL表示PRUNE_MSG消息的报文尾；

(D)定位树重构：

根据目标节点M_b在监控区域N_L×L内的位置移动，获得下一时刻i+1的定位树LT_i+1，该下一时刻定位树LT_i+1将作为下次循环进行动态休眠调度所需的定位树，顺次重复(B)步骤、(C)步骤实现目标节点的传感器网络中动态休眠调度；

目标节点M_b移动后的泛洪广播方式为(a)目标节点M_b广播一条REQUEST_MSG消息，该REQUEST_MSG消息包含了该目标节点M_b的标识NODE_ID以及跳数HOP_COUNT；

(b)每个接收到REQUEST_MSG消息的锚节点会在本地保存上述目标节点M_b的标识NODE_ID和跳数HOP_COUNT；并将接收到的REQUEST_MSG消息中的跳数HOP_COUNT字段加1后，向邻居节点转发该S_REQUEST_MSG消息，同时回复一条RESPONSE_MSG消息给目标节点M_b；该S_REQUEST_MSG消息包含了该锚节点标识SEED_ID、路径长度HOP_COUNT+1以及直接父节点标识PARENT_ID；

(c)若锚节点接收到来自同一个目标节点的多条REQUEST_MSG消息，则以跳数HOP_COUNT字段最小的那一条为准进行更新、转发和回复；当锚节点接收的跳数HOP_COUNT值均小于等于所有邻居节点的跳数HOP_COUNT值时，则此次泛洪广播结束。

2.根据权利要求1所述的面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法，其特征在于：所述监控区域N_L×L是以边长为L的正方形区域，边长L为100～1000m。