CN101951615B - 一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 - Google Patents
一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101951615B CN101951615B CN2010102429579A CN201010242957A CN101951615B CN 101951615 B CN101951615 B CN 101951615B CN 2010102429579 A CN2010102429579 A CN 2010102429579A CN 201010242957 A CN201010242957 A CN 201010242957A CN 101951615 B CN101951615 B CN 101951615B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- node
- central angle
- coverage
- neighbours
- arbitrary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法,该方法通过计算邻居节点对本节点感知区域的覆盖度,来判断本节点是否冗余。在圆心角覆盖策略中通过调整约束距离不断增加邻居节点数目来提高覆盖度,只利用局部节点的信息,大大降低了计算的复杂度。尤其当网络允许一定程度的覆盖空洞时,与传统的休眠资格判断方法相比,本方法可以关闭更多的冗余节点,获得更长的网络生存时间。同时,本方法还适用于由感知半径不同的节点构成的异构网络。因此,本方法实用性更高,应用范围更广。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于无线传感器网络的节点休眠资格判断方法,更特别地说,是指一种能够根据节点间距离和网络覆盖要求采用圆心角覆盖度进行调节的节点休眠资格判断方法。
背景技术
随着微机电系统和无线通信技术的发展,无线传感器网络(WSN)得到了越来越广泛的关注和研究。无线传感器网络是一个由大量廉价的传感器节点组成的无线自组织网络。每个传感器节点由计算单元、存储单元、传感单元和无线通信单元等构成。该无线传感器网络依据节点传感半径是否相同可以分为同构网络和异构网络。
无线传感器网络是一种新型的Ad hoc网络,由于成本和体积等因素的限制,单个传感器节点的处理能力、通信能力以及电池能量等资源极为有限,需要与距离较远的基站进行频繁通信。但是,由于传感器节点个数多、分布区域广,而且部署区域环境复杂,有些区域甚至人员不能到达,因而要对节点再次补充能源会非常困难。
为了延长整个网络的生存期,同时不影响网络的性能,通常使用的方法是部署大量的节点,再通过对节点进行调度,关闭冗余节点,减少能量消耗,达到提高服务质量并延长网络寿命的目的。要解决的问题主要有:①在节能上如何使尽可能少的节点处于工作状态;②在网络覆盖上如何确保每个待观测点都至少在一个传感器节点的感知范围内;③在连通性上如何使工作的节点集合和基站保持连通。这些问题的解决能够使整个传感器网络以最小的能量代价来监测给定目标,从而达到延长网络生存期的目的。
发明内容
针对传统的复杂度高、能耗大的区域覆盖节点休眠资格判断方法,本发明提出了一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法。该方法将邻居节点对区域的覆盖转换为对节点圆心角的覆盖,计算角度在[0,2π]内的各个圆心角被覆盖的度数,从而得出节点感知区域被覆盖的度数,由此进行节点休眠资格判断。在不允许空洞的情况下,将距离小于节点感知半径的邻居节点的区域覆盖转换成圆心角覆盖;当允许空洞时,可以扩大有影响的邻居节点范围,增加参与计算的邻居节点个数,从而关闭更多的冗余节点,获得更长的网络生存时间。
本发明的一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法,采用圆心角覆盖策略来获得任意节点在同构网络或者异构网络中的覆盖度,其中圆心角覆盖策略为:
步骤3-1,在无线传感器网络中建立平面坐标系,即节点u的坐标记为u(xu,yu),第一邻居节点v1的坐标为v1(xv1,yv1),则节点u与节点v1的距离表示为
若xv1>xu且yv1>yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+π;
若xv1<xu且yv1>yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+π;
若xv1>xu且yv1<yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+2π;
步骤3-4,交点A与节点u形成的圆心角记为∠Aux,且∠Aux=∠v1ux-∠v1uA,标志位Flag=0;
交点B与节点u形成的圆心角为∠Bux,且∠Bux=∠v1ux+∠v1uB,标志位Flag=1;
若∠v1ux<∠v1uA时,则调整∠Aux=∠Aux+2π;
若∠v1ux+∠v1uA>2π时,则调整∠Bux=∠Bux-2π;
步骤3-5,依据步骤3-1至步骤3-4对节点u的其他邻居节点进行圆心角计算,则有:第四邻居节点v4与节点u的感知区域相交点C和D形成的圆心角分别记为∠Cux、∠Dux;第六邻居节点v6与节点u的感知区域相交点E和F形成的圆心角分别记为∠Eux、∠Fux;
步骤3-6,将步骤3-4和步骤3-5中获得的圆心角组成一个角度集合OAS{∠Aux,∠Bux,∠Cux,∠Dux,∠Eux,∠Fux},然后对该角度集合依据从小到大的顺序排列,从而得到有序数组Angles;
在初始时,每一个圆心角所对应的覆盖度均为0;则有,在有序数组Angles中的各圆心角所对应的覆盖度组成的数组记为ACD;
步骤3-7,遍历有序数组Angles中的各圆心角元素,当遍历到第i个角度时,若此角度的标志位Flag=0,则不对该圆心角进行处理;
若Flag=1,则从第i个角度向前查找同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,若未询到该圆心角,则从有序数组Angles中的最后一个圆心角元素向前查找,直到获得同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角;从第i个角度开始遍历时,途经每个圆心角就使得覆盖度要加“1”;
若Flag=1,则从第i个角度向前查找同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,若获得同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,从第i个角度开始遍历时,途经每个圆心角就使得覆盖度要加“1”;
步骤3-8,以覆盖度数组ACD中的最小值作为节点u的感知区域被覆盖的度数CDu。
在本发明的在同构网络中基于圆心角覆盖度的休眠资格判断策略为:
步骤1-1,对于任意节点u,获取其所有的邻居节点,放入邻居集Nu中;
步骤1-2,遍历任意节点u的邻居集Nu中的所有邻居节点,提取出与任意节点u的距离在约束距离D初(0,d0)范围内的所有邻居节点,放入约束邻居集CNu中;
其中,约束距离D初(0,d0)中的右边界值d0等于感知半径r,即D初(0,r);
步骤1-3,依据圆心角覆盖策略,计算出约束邻居集CNu中的邻居节点对任意节点u感知区域的覆盖度CDu(简称为邻-节覆盖度CDu);
步骤1-4,判断该邻-节覆盖度CDu是否满足同构网络覆盖度K同对任意节点u感知区域的覆盖度要求;若满足,则判定任意节点u为冗余节点,使任意节点u进入休眠状态;若不满足转入步骤1-5;
步骤1-5,当同构网络不允许覆盖空洞存在时,任意节点u保持工作状态;当同构网络允许覆盖空洞存在时,转入步骤1-6;
d1为调整后的右边界值;
Δd为区域扩张的步长,通常可取
toler表示同构网络允许的空洞占感知区域的百分比,在本发明中可设置为15%~30%;
步骤1-7,依据调整后的约束距离D调(0,d1),重新获取任意节点u的约束邻居集CNu,则任意节点u的约束邻居集更新为CNu={v1,v4,v6},转入步骤1-3,直到已判定出任意节点u进入休眠状态或者保持工作状态。
在本发明的异构网络中基于圆心角覆盖度的休眠资格判断策略为:
步骤2-1,初始化任意节点u的覆盖度调整变量CDPlus=0;
对于任意节点u获取其所有的邻居节点,放入邻居集Nu中,并从邻居集Nu中选取第一个邻居v;
步骤2-2,计算任意节点u与其第一个邻居v之间的距离du-v;用ru表示任意节点u在异构网络中的感知半径,rv表示第一个邻居v的感知半径;
步骤2-3,若ru<rv且du-v<rv-ru时,表明任意节点u的感知区域包含在第一个邻居v的感知区域中,则将任意节点u的覆盖度调整变量CDPlus增加1,即CDPlus=CDPlus+1;
步骤2-4,若ru≥rv或du-v≥rv-ru且满足 时,表明第一个邻居v对任意节点u的感知区域有部分覆盖,则将第一个邻居v记录到约束邻居集CNu中;
步骤2-5,从邻居集Nu中选取下一个邻居节点,重复步骤2-2到步骤2-4,直到邻居集Nu中的所有节点处理完毕;
步骤2-6,依据圆心角覆盖策略,计算约束邻居集CNu对任意节点u的邻-节覆盖度CDu;
步骤2-7,依据覆盖度调整变量CDPlus对邻-节覆盖度CDu做出调整,即CDu调=CDu+CDPlus;
步骤2-8,判断调整后的邻-节覆盖度CDu调是否满足异构网络对覆盖度的要求;若满足,则判定任意节点u为冗余节点,使任意节点u进入休眠状态;若不满足,则使任意节点u保持工作状态。
本发明基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法存在有如下优点:
①本方法只需要利用周围邻居节点的信息,与CCP和Huang的方法相比,大大降低了计算复杂度。
②本方法不仅可用于传感半径相同的传感器节点构成的同构网络,还可用于传感半径不相同的传感器节点构成的异构网络。
③当网络不允许覆盖空洞时,本方法与CCP和Huang方法一样,是判断节点冗余的充分条件。当允许空洞时,本方法可以识别出更多的冗余节点,减少能耗,为传感器网络赢得更长的网络生存时间。
④本方法适用于对不同区域有不同的覆盖度要求的应用。
附图说明
图1是本发明中同构网络任意节点与其邻居节点之间的感知区域构形图。
图1A是本发明中调整约束距离后的同构网络任意节点与其邻居节点之间的感知区域构形图。
图2是本发明中异构网络任意节点与其邻居节点之间的感知区域构形图。
图3是本发明中任意节点与其约束邻居集中的邻居节点之间的感知区域构形图。
图4是本发明中圆心角查找方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明采用圆心角覆盖策略来获得任意节点在同构网络或者异构网络中的覆盖度。
(一)在同构网络中基于圆心角覆盖度的休眠资格判断策略
步骤1-1,对于任意节点u,获取其所有的邻居节点,放入邻居集Nu中;
步骤1-2,遍历任意节点u的邻居集Nu中的所有邻居节点,提取出与任意节点u的距离在约束距离D初(0,d0)范围内的所有邻居节点,放入约束邻居集CNu中;
其中,约束距离D初(0,d0)中的右边界值d0等于感知半径r,即D初(0,r)。
参见图1所示,在一个同构的无线传感器网络中,任意节点u的邻居节点包括有第一邻居节点v1、第二邻居节点v2、第三邻居节点v3、第四邻居节点v4、第五邻居节点v5、第六邻居节点v6和第七邻居节点v7,而与任意节点u的距离在(0,r)范围内的所有邻居节点只有第六邻居节点v6,则将第六邻居节点v6放入约束邻居集CNu中,即CNu={v6}。
步骤1-3,依据圆心角覆盖策略,计算出约束邻居集CNu中的邻居节点对任意节点u感知区域的覆盖度CDu(简称为邻-节覆盖度CDu);
参见图1所示,依据圆心角覆盖策略,计算出约束邻居集CNu={v6}对节点u的感知区域的邻-节覆盖度CDu。
步骤1-4,判断该邻-节覆盖度CDu是否满足同构网络覆盖度K同对任意节点u感知区域的覆盖度要求;若满足,则判定任意节点u为冗余节点,使任意节点u进入休眠状态;若不满足转入步骤1-5;
步骤1-5,当同构网络不允许覆盖空洞存在时,任意节点u保持工作状态;当同构网络允许覆盖空洞存在时,转入步骤1-6;
步骤1-7,依据调整后的约束距离D调(0,d1),重新获取任意节点u的约束邻居集CNu,转入步骤1-3,直到已判定出任意节点u进入休眠状态或者保持工作状态。
参见图1A所示,在调整后的约束距离D调(0,d1)下,任意节点u的约束邻居集更新为CNu={v1,v4,v6}。
(二)在异构网络中基于圆心角覆盖度的休眠资格判断策略
步骤2-1,初始化任意节点u的覆盖度调整变量CDPlus=0;
对于任意节点u获取其所有的邻居节点,放入邻居集Nu中,并从邻居集Nu中选取第一个邻居v;
步骤2-2,计算任意节点u与其第一个邻居v之间的距离du-v;用ru表示任意节点u在异构网络中的感知半径,rv表示第一个邻居v的感知半径;
步骤2-3,若ru<rv且du-v<rv-ru时,表明任意节点u的感知区域包含在第一个邻居v的感知区域中,则将任意节点u的覆盖度调整变量CDPlus增加1,即CDPlus=CDPlus+1;
步骤2-5,从邻居集Nu中选取下一个邻居节点,重复步骤2-2到步骤2-4,直到邻居集Nu中的所有节点处理完毕;
参见图2所示,在一个异构的无线传感器网络中,任意节点u的邻居节点包括有第一邻居节点v1、第二邻居节点v2、第三邻居节点v3、第四邻居节点v4、第五邻居节点v5、第六邻居节点v6和第七邻居节点v7,而满足步骤2-3中的条件ru<rv且du-v<rv-ru的所有邻居节点只有第五邻居节点v5,所以任意节点u的覆盖度调整变量CDPlus被调整为1,即CDPlus=1。而满足步骤2-3中的条件 的邻居节点只有第一邻居节点v1、第四邻居节点v4和第六邻居节点v6,所以任意节点u的约束邻居集CNu={v1,v4,v6}。
步骤2-6,依据圆心角覆盖策略,计算约束邻居集CNu对任意节点u的邻-节覆盖度CDu;
步骤2-7,依据覆盖度调整变量CDPlus对邻-节覆盖度CDu做出调整,即CDu调=CDu+CDPlus;
步骤2-8,判断调整后的邻-节覆盖度CDu调是否满足异构网络对覆盖度的要求;若满足,则判定任意节点u为冗余节点,使任意节点u进入休眠状态;若不满足,则使任意节点u保持工作状态。
在本发明中,当确定了任意节点的约束邻居集之后,采用如下的圆心角覆盖策略来计算约束邻居集对任意节点的感知区域的覆盖度。
(三)圆心角覆盖策略
在本发明中,无线传感器网络为二维网络,其网络中的各个无线传感器(即节点)的坐标均采用二维坐标表示。以图1A为例,节点u的约束邻居集CNu包括第一邻居节点v1、第四邻居节点v4和第六邻居节点v6,即CNu={v1,v4,v6}。记节点u的坐标为u(xu,yu),第一邻居节点v1的坐标为v1(xv1,yv1),第四邻居节点v4的坐标为v4(xv4,yv4),第六邻居节点v6的坐标为v6(xv6,yv6)。
以节点u为圆心,以r或ru为感知半径,作节点u的圆域感知区域。
以第一邻居节点v1为圆心,以rv1为感知半径,作第一邻居节点v1的圆域感知区域。
以第四邻居节点v4为圆心,以rv4为感知半径,作第四邻居节点v4的圆域感知区域。
以第六邻居节点v6为圆心,以rv6为感知半径,作第六邻居节点v6的圆域感知区域。
在各个节点的感知范围内,节点u与CNu中的邻居节点之间的感知区域构形图如图3所示。节点u的圆域感知区域与第一邻居节点v1的圆域感知区域在边界上的交点有A点和B点;节点u的圆域感知区域与第四邻居节点v4的圆域感知区域在边界上的交点有C点和D点;节点u的圆域感知区域与第六邻居节点v6的圆域感知区域在边界 上的交点有E点和F点。在本发明中,采用圆心角覆盖策略解析邻居节点分别对节点u的感知区域的覆盖度的影响,从而判断出是否达到网络覆盖要求。
在本发明中,圆心角覆盖策略包括有下列的执行步骤:
步骤3-1,在无线传感器网络中建立平面坐标系,节点u的坐标记为u(xu,yu),第一邻居节点v1的坐标为v1(xv1,yv1),则节点u与节点v1的距离表示为
若xv1>xu且yv1>yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+π;
若xv1<xu且yv1>yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+π;
若xv1>xu且yv1<yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+2π;
步骤3-4,交点A与节点u形成的圆心角记为∠Aux,且∠Aux=∠v1ux-∠v1uA,标志位Flag=0;
交点B与节点u形成的圆心角为∠Bux,且∠Bux=∠v1ux+∠v1uB,标志位Flag=1;
若∠v1ux<∠v1uA时,则调整∠Aux=∠Aux+2π;
若∠v1ux+∠v1uA>2π时,则调整∠Bux=∠Bux-2π;
步骤3-5,依据步骤3-1至步骤3-4对节点u的其他邻居节点进行圆心角计算,则有:第四邻居节点v4与节点u的感知区域相交点C和D形成的圆心角分别记为∠Cux、∠Dux;第六邻居节点v6与节点u的感知区域相交点E和F形成的圆心角分别记为∠Eux、∠Fux;
在本发明中,为了方便叙述,∠Aux也称为交点A的圆心角,∠Bux也称为交点B的圆心角,∠Cux也称为交点C的圆心角,∠Dux也称为交点D的圆心角,∠Eux也称为交点E的圆心角,∠Fux也称为交点F的圆心角。
∠Aux与∠Bux为同一个邻居节点对应的圆心角;
∠Cux与∠Dux为同一个邻居节点对应的圆心角;
∠Eux与∠Fux为同一个邻居节点对应的圆心角。
步骤3-6,将步骤3-4和步骤3-5中获得的圆心角组成一个角度集合OAS{∠Aux,∠Bux,∠Cux,∠Dux,∠Eux,∠Fux},然后对该OAS{∠Aux,∠Bux,∠Cux,∠Dux,∠Eux,∠Fux}依据从小到大的顺序排列,从而得到有序数组Angles;
在初始时,每一个圆心角所对应的覆盖度均为0;则有,在有序数组Angles中的各圆心角所对应的覆盖度组成的数组记为ACD(简称为覆盖度数组);
步骤3-7,遍历有序数组Angles中的各圆心角元素,当遍历到第i个角度时,若此角度的标志位Flag=0,则不对该圆心角进行处理;
若Flag=1,则从第i个角度向前查找同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,若未询到该圆心角,则从有序数组Angles中的最后一个圆心角元素向前查找,直到获得同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角;从第i个角度开始遍历时,途经每个圆心角就使得覆盖度要加“1”;
若Flag=1,则从第i个角度向前查找同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,若获得同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,从第i个角度开始遍历时,途经每个圆心角就使得覆盖度要加“1”;
在本发明中,第i个角度是指∠Aux、∠Bux、∠Cux、∠Dux、∠Eux和∠Fux中的之一。
为了对步骤3-7的查找过程进行详细说明,请参见图4所示,图中,A点对应的圆心角∠Aux则为第i个角度,与∠Aux对应的同一个邻居节点的交点B的圆心角为∠Bux,则从该第i个角度向左(向前)方向进行查找,途经∠Fux圆心角后直到∠Bux,根据第一邻居节点v1对节点u与交点A、B形成的区域有覆盖,因此∠Aux的覆盖度增加1(即ACD[i]=ACD[i]+1,从而替换初始时的覆盖度)、∠Bux的覆盖度增加1、∠Fux的覆盖度增加1。
步骤3-8,以覆盖度数组ACD中的最小值作为节点u的感知区域被覆盖的度数CDu。
本发明的一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法,该方法通过计算邻居节点对本节点感知区域的覆盖度,来判断本节点是否冗余。在圆心角覆盖策略中通过调整约束距离不断增加邻居节点数目来提高覆盖度,只利用局部节点的信息,大大降低了计算的复杂度。尤其当网络允许一定程度的覆盖空洞时,与传统的休眠资格判断方法相比,本方法可以关闭更多的冗余节点,获得更长的网络生存时间。同时,本方法还适用于由感知半径不同的节点构成的异构网络。因此,本方法实用性更高,应用范围更广。
Claims (3)
1.一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法,采用圆心角覆盖策略来获得任意节点在同构网络或者异构网络中的覆盖度,其特征在于圆心角覆盖策略为:
步骤3-1,在无线传感器网络中建立平面坐标系,即节点u的坐标记为u(xu,yu),第一邻居节点v1的坐标为v1(xv1,yv1),则节点u与节点v1的距离表示为
步骤3-2,节点u与第一邻居节点v1的感知区域相交区域对应交点A的圆心角∠v1uA,对于同构网络,依据垂径定理及三角关系式,有对于异构网络,依据余弦定理,有r表示感知半径,ru表示任意节点u在异构网络中的感知半径,rv1表示第一个邻居v1的感知半径;
步骤3-3,以逆时针方向为正方向,两个节点之间连线的圆心角 且∠v1ux的取值范围为[0,2π);
若xv1>xu且yv1>yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+π;
若xv1<xu且yv1>yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+π;
若xv1>xu且yv1<yu时,则调整∠v1ux=∠v1ux+2π;
步骤3-4,交点A与节点u形成的圆心角记为∠Aux,且∠Aux=∠v1ux-∠v1uA,标志位Flag=0;
交点B与节点u形成的圆心角为∠Bux,且∠Bux=∠v1ux+∠v1uB,标志位Flag=1;∠v1uB表示节点u与第一邻居节点v1的感知区域相交区域对应交点B的圆心角;
若∠v1ux<∠v1uA时,则调整∠Aux=∠Aux+2π;
若∠v1ux+∠v1uA>2π时,则调整∠Bux=∠Bux-2π;
步骤3-5,依据步骤3-1至步骤3-4对节点u的其他邻居节点进行圆心角计算,则有:第四邻居节点v4与节点u的感知区域相交点C和D形成的圆心角分别记为∠Cux、∠Dux;第六邻居节点v6与节点u的感知区域相交点E和F形成的圆心角分别记为∠Eux、∠Fux;
步骤3-6,将步骤3-4和步骤3-5中获得的圆心角组成一个角度集合OAS{∠Aux,∠Bux,Cux,∠Dux,∠Eux,∠Fux},然后对该角度集合依据从小到大的顺序排列,从而得到有序数组Angles;
在初始时,每一个圆心角所对应的覆盖度均为0;则有,在有序数组Angles中的各圆心角所对应的覆盖度组成的数组记为ACD;
步骤3-7,遍历有序数组Angles中的各圆心角元素,当遍历到第i个角度时,若此角度的标志位Flag=0,则不对该圆心角进行处理;所述第i个角度是指∠Aux、∠Bux、∠Cux、∠Dux、∠Eux和∠Fux中的之一;
若Flag=1,则从第i个角度向前查找同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,若未询到该圆心角,则从有序数组Angles中的最后一个圆心角元素向前查找,直到获得同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角;从第i个角度开始遍历时,途经每个圆心角就使得覆盖度要加“1”;
若Flag=1,则从第i个角度向前查找同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,若获得同一个邻居节点上的另一个交点对应的圆心角,从第i个角度开始遍历时,途经每个圆心角就使得覆盖度要加“1”;
步骤3-8,以覆盖度数组ACD中的最小值作为节点u的感知区域被覆盖的度数CDu。
2.根据权利要求1所述的基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法,其特征在于在同构网络中基于圆心角覆盖度的休眠资格判断策略为:
步骤1-1,对于任意节点u,获取其所有的邻居节点,放入邻居集Nu中;
步骤1-2,遍历任意节点u的邻居集Nu中的所有邻居节点,提取出与任意节点u的距离在约束距离D初(0,d0)范围内的所有邻居节点,放入约束邻居集CNu中;
其中,约束距离D初(0,d0)中的右边界值d0等于感知半径r,即D初(0,r);
步骤1-3,依据圆心角覆盖策略,计算出约束邻居集CNu中的邻居节点对任意节点u感知区域的覆盖度CDu,简称为邻-节覆盖度CDu;
步骤1-4,判断该邻-节覆盖度CDu是否满足同构网络覆盖度K同对任意节点u感知区域的覆盖度要求;若满足,则判定任意节点u为冗余节点,使任意节点u进入休眠状态;若不满足转入步骤1-5;
步骤1-5,当同构网络不允许覆盖空洞存在时,任意节点u保持工作状态;当同构网络允许覆盖空洞存在时,转入步骤1-6;
d1为调整后的右边界值;
toler表示同构网络允许的空洞占感知区域的百分比,设置为15%~30%;
步骤1-7,依据调整后的约束距离D调(0,d1),重新获取任意节点u的约束邻居集CNu,则任意节点u的约束邻居集更新为CNu={v1,v4,v6},转入步骤1-3,直到已判定出任意节点u进入休眠状态或者保持工作状态。
3.根据权利要求1所述的基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法,其特征在于在异构网络中基于圆心角覆盖度的休眠资格判断策略为:
步骤2-1,初始化任意节点u的覆盖度调整变量CDPlus=0;
对于任意节点u获取其所有的邻居节点,放入邻居集Nu中,并从邻居集Nu中选取第一个邻居v;
步骤2-2,计算任意节点u与其第一个邻居v之间的距离du-v;用ru表示任意节点u在异构网络中的感知半径,rv表示第一个邻居v的感知半径;
步骤2-3,若ru<rv且du-v<rv-ru时,表明任意节点u的感知区域包含在第一个邻居v的感知区域中,则将任意节点u的覆盖度调整变量CDPlus增加1,即CDPlus=CDPlus+1;
步骤2-4,若ru≥rv或du-v≥rv-ru且满足时,表明第一个邻居v对任意节点u的感知区域有部分覆盖,则将第一个邻居v记录到约束邻居集CNu中;
步骤2-5,从邻居集Nu中选取下一个邻居节点,重复步骤2-2到步骤2-4,直到邻居集Nu中的所有节点处理完毕;
步骤2-6,依据圆心角覆盖策略,计算约束邻居集CNu对任意节点u的邻-节覆盖度CDu;
步骤2-7,依据覆盖度调整变量CDPlus对邻-节覆盖度CDu做出调整,即CDu调=CDu+CDPlus;
步骤2-8,判断调整后的邻-节覆盖度CDu调是否满足异构网络对覆盖度的要求;若满足,则判定任意节点u为冗余节点,使任意节点u进入休眠状态;若不满足,则使任意节点u保持工作状态。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010102429579A CN101951615B (zh) | 2010-08-03 | 2010-08-03 | 一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010102429579A CN101951615B (zh) | 2010-08-03 | 2010-08-03 | 一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101951615A CN101951615A (zh) | 2011-01-19 |
CN101951615B true CN101951615B (zh) | 2013-01-30 |
Family
ID=43454941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2010102429579A Expired - Fee Related CN101951615B (zh) | 2010-08-03 | 2010-08-03 | 一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101951615B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102231904B (zh) * | 2011-07-18 | 2013-04-24 | 北京航空航天大学 | 一种基于感知邻居集覆盖贡献角的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 |
CN102361514B (zh) * | 2011-10-24 | 2013-08-21 | 苏州大学 | 具有移动节点的监测区域空洞修复方法 |
CN102724681B (zh) * | 2012-06-27 | 2014-09-03 | 东北大学 | 一种结合能量有效性的传感器网络覆盖空洞检测方法 |
CN105657774B (zh) * | 2016-03-24 | 2023-06-20 | 无锡士康通讯技术有限公司 | 无线自组织网络中自适应核心转发网络的建立方法和系统 |
CN109343148A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-15 | 广州源贸易有限公司 | 海洋气象信息智能感知与自动发布系统 |
CN109819462B (zh) * | 2019-04-04 | 2020-08-04 | 江南大学 | 一种解决随机异构传感网冗余感知的节点调度方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101242433A (zh) * | 2008-03-11 | 2008-08-13 | 北京航空航天大学 | 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 |
CN101350831A (zh) * | 2008-09-10 | 2009-01-21 | 北京航空航天大学 | 采用多重交点覆盖判别的无线传感器网络覆盖控制方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060209715A1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-09-21 | Nandakishore Kushalnagar | Apparatus, system and method capable of node adaptive sleep scheduling in wireless adhoc networks |
-
2010
- 2010-08-03 CN CN2010102429579A patent/CN101951615B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101242433A (zh) * | 2008-03-11 | 2008-08-13 | 北京航空航天大学 | 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 |
CN101350831A (zh) * | 2008-09-10 | 2009-01-21 | 北京航空航天大学 | 采用多重交点覆盖判别的无线传感器网络覆盖控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101951615A (zh) | 2011-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101951615B (zh) | 一种基于圆心角覆盖度的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 | |
Prabhu et al. | Mobility assisted dynamic routing for mobile wireless sensor networks | |
CN101409681A (zh) | 基于节点梯次移动的新型无线传感器网络节能路由算法 | |
CN103401922A (zh) | 无线传感器网络中基于博弈方法的分布式定位装置与方法 | |
CN105050095B (zh) | 一种基于能量预测的异构无线传感网的拓扑构建方法 | |
CN101917777B (zh) | 基于邻居节点间协作的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 | |
CN103281708B (zh) | 无线传感器节点部署方法 | |
Chen et al. | Chain-type wireless sensor network node scheduling strategy | |
CN102098692B (zh) | 基于盲区边界节点的wsn覆盖盲区检测与填补方法 | |
Swaminathan et al. | A smart energy optimization and collision avoidance routing strategy for IoT systems in the WSN domain | |
CN103596268A (zh) | 一种适用传感器网络节点定位的分布式联合迭代定位方法 | |
Fan et al. | Low energy consumption and data redundancy approach of wireless sensor networks with bigdata | |
CN102802186B (zh) | 一种扰码冲突小区的检测方法及检测设备 | |
CN101316200B (zh) | 一种检测与修补无线视频传感器网络最坏情况覆盖的方法 | |
Xibei et al. | Research of data aggregation routing protocol in WSN data-related applications | |
CN112218257A (zh) | 一种无线传感器网络监测系统的路由方法 | |
Balzano et al. | A smart compact traffic network vision based on wave representation | |
CN107801227B (zh) | 一种面向无线传感器网层次化分析的路由调度方法 | |
Huang et al. | Redundant nodes elimination in wireless sensor networks | |
Jain et al. | Performance analysis of hierarchical agglomerative clustering in a wireless sensor network using quantitative data | |
CN102231904B (zh) | 一种基于感知邻居集覆盖贡献角的无线传感器网络节点休眠资格判断方法 | |
Hong et al. | Topology Change Degree: a Mobility Metric Describing Topology Changes in MANETs and Distinguishing Different Mobility Patterns. | |
CN111010710A (zh) | 电力设备通信中基于负载均衡的传感器网络传输方法 | |
Le Nguyen et al. | A time and energy efficient protocol for locating coverage holes in wsns | |
CN106488507A (zh) | 路由负载分流的非均匀分簇传感器网络能量空洞避免方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130130 Termination date: 20140803 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |