CN104301907A - 混杂网络移动节点覆盖探测方法及节点部署选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混杂网络移动节点部署选择方法，包括：移动节点从起点出发，首先选择基本行为进行部署探测，每执行完一个基本行为则部署一个静态节点，部署过程中移动节点主动获取障碍物在水平方向上的距离差；如果水平方向上不存在障碍物，则继续执行部署探测；移动节点每执行完一个基本行为；移动节点启用执行垂直基本行为进行静态节点部署，完成后进入下一个方向上的基本行为的部署探测流程；移动节点用3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位，满足预定条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署。本发明提出的节点部署选择方法能够有效节省静态节点的部署数量。

Description

混杂网络移动节点覆盖探测方法及节点部署选择方法

技术领域

本发明涉及混杂网络中移动节点的控制技术领域，特别涉及一种混杂网络移动节点覆盖探测方法及节点部署选择方法。

背景技术

节点部署是无线传感器网络研究领域的基本问题之一，根据允许的部署方式和应用需求，将适量的节点布置在监测区域内的适当位置。

混杂传感器网络是在无线传感器网络的基础上新增移动节点，依托移动节点的可控制性和机动能力执行覆盖探测、漏洞补充覆盖和节点部署等增强功能。节点部署是确保混杂传感器网络维持高效率的监测效能的第一步。

移动节点和已经存在的无线传感器网络系统自动组成混杂网络，部署的传感器节点(含静态节点和移动节点)能够彼此通信，相互之间通过多跳方式通信。就成本而言，配置的传感器节点的数量是非常重要的，过多部署节点会增加成本。同时，针对一个部署好的无线传感器网络来说，静态节点失效(比如电池电量不足等原因)会造成某些区域不被覆盖，这时需要移动节点进行覆盖空洞的修复。

混杂传感器网络可通过移动节点提前进行覆盖探测，评估出整个覆盖区域内的静态节点的各个覆盖部署点，从而实现某个特定区域被充分覆盖和完全处于监视之下。

网络覆盖是混杂网络分布式信息采集和数据处理面临的基本问题之一，传感器节点可能任意分布在配置区域，如何实现整个监控区域的全面覆盖是很重要的，目前很多研究大多是针对监控区域进行静态节点随机抛洒，在有序部署时针对重点区域主要通过多部署一些静态节点以基本实现覆盖需求，这对系统成本和整个系统功耗来说带来挑战。

有鉴于此，针对现有技术中存在的不足，本领域亟需一种新的混杂网络中移动节点覆盖探测选择策略，能够解决监控区域的覆盖空洞问题，同时能够有效节省静态节点的部署数量。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种混杂网络移动节点覆盖探测方法，在解决监控区域的覆盖空洞的同时能够有效节省静态节点的部署数量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混杂网络移动节点覆盖探测方法，包括：设计出移动节点覆盖探测基本行为集，通过基本行为的组合来完成非障碍物区域的覆盖探测，再结合围绕障碍物周边的部署探测，最终得出移动节点整个部署探测路径的累积代价。

进一步，所述设计出移动节点覆盖探测基本行为集，通过基本行为的组合来完成非障碍物区域的覆盖探测，再结合围绕障碍物周边的部署探测，最终得出移动节点整个部署探测路径的累积代价，包括：根据预定义的传感器部署模型，设计出移动节点基本行为集，将整个覆盖探测区域建立包括X方向和Y方向的坐标系，并评估出整个监控区域在该坐标系下各个基本行为集的部署点位；对于非障碍物区域，将移动节点的部署探测流程转换为对移动节点执行固定点位的操作控制；对于障碍物区域，通过3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位，满足条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署；对整个监控区域的有效覆盖进行探测，并且规避监控区域障碍物造成的覆盖空洞。

进一步，所述预定义的传感器部署模型进一步包括：

在给定部署区域大小和节点无线收发距离的条件下，基于布尔传感模型且假定全向感知，在同样形态的所有传感器具有共同的感知范围，在感知范围内的事件都能被可靠地检测到，在范围之外的就完全无法感知，在位置p处的传感器节点观察到位置q的事件时传感器的输出信号的强度为：

式中，||.||₂是点之间的欧几里德距离，α是常数测量值，

从传感器节点的连接特性和覆盖特性两方面进行考虑，假设传感器能够感应距离r_s之内发生的事件，节点的通信半径，记为r_c，且将三个相邻的传感器节点A、B、C的传感区域相交于一点，并且三个相邻的传感器节点A、B、C任意之间的距离都等于

进一步，所述根据布尔传感模型的定义，设计出移动节点基本行为集，将整个覆盖探测区域建立包括X方向和Y方向的坐标系，并评估出整个监控区域在该坐标系下各个基本行为集的部署点位，包括：

假设在矩形覆盖探测区域存在障碍物，移动节点装配有距离探测传感器以有效探测周边障碍物距离并获得移动节点的运动距离和方向；

加上移动节点无碰、安全运动部署到目标点，需要分布设计了移动节点水平方向的覆盖探测规则U_i和垂直方向的覆盖探测规则V_i，U_i和V_i的定义如公式(2)和(3)所示：

水平覆盖探测规则中，移动节点水平覆盖探测规则可定义如下：

U_i＝(r_s,ρ_i)    (2)

其中，ρ_i∈{0,π}；

垂直覆盖探测规则中，移动节点垂直覆盖探测规则可定义如下：

V_i＝(r_s,θ_i)    (3)

其中， ${\mathrm{\θ}}_i\∈\{\frac{\mathrm{\π}}{3},\frac{2\mathrm{\π}}{3},\frac{4\mathrm{\π}}{3},\frac{5\mathrm{\π}}{3}\}.$

进一步，所述部署探测累积代价的计算方法包括：

假设在不考虑障碍物的情况下，矩形覆盖探测区域的水平方向和垂直方向都由基本行为集组成，定义K为进行基本行为覆盖的最大部署节点数；

在移动节点部署探测过程中，整个探测路径的累积代价是由基本行为集路径和所经过障碍物周边部署探测的代价求和得到的，根据以上代价函数的定义，路径l的代价为：

其中，q是障碍物数量，l_q是障碍物的周边长；为移动节点根据覆盖探测基本行为运动时选择的静态节点部署点位的集合；

移动节点在每个部署点仅覆盖一个静态节点，引入布尔变量x_i,k来表示移动节点覆盖探测点i和静态节点k部署之间的选择关系：

定义变量σ表示移动节点的部署探测方向；

针对所要覆盖探测区域来说，移动节点根据基本行为集进行部署探测时的位置定义如下：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i^j=\mathrm{\σ}(\sqrt{3}(i-1)r+(j-1)\frac{3\sqrt{3}}{2}r)\\ y_i^j=\mathrm{\σ}(\frac{1}{2}(i-1)r+(j-1)\frac{3}{2}r)\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中，j≥1且属于奇数；

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i^{j+1}=x_i^j+\mathrm{\σ}\frac{\sqrt{3}}{2}r\\ y_i^{j+1}=y_i^j+\mathrm{\σ}\frac{3}{2}r\end{array}\right.---\left(8\right)$

其中，j≥1且属于偶数；

在围绕障碍物部署探测时采用3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位；

满足公式(9)条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署；

$\left\{\begin{array}{c}|x_{i^{\′}}^{j^{\′}}-x_i^j|>\frac{\sqrt{3}}{2}r\\ |y_{i^{\′}}^{j^{\′}}-y_i^j|=0\end{array}\right.---\left(9\right)$

移动节点纵坐标是位于基本行为集的运动前进方向左侧基本行为部署点的距离差。

混杂网络移动节点探测选择的目标是在满足所有区域覆盖需求的前提下最小化部署路径，在此基础上部署节点数量也就最少，上述方法可描述为以下满足特定限制：

max l    (10)

$\begin{array}{cc}s.t.& |x_n-x_{n-1}|>\frac{\sqrt{3}}{2}r\end{array}---\left(11\right)$

公式(11)表示移动节点探测选择策略不能过度覆盖，即能通过探测部署的邻居静态节点满足覆盖条件情况下不进行重复部署；公式(12)表示移动节点部署探测部署方案必须满足不超过部署静态节点总数限制的条件；公式(13)表示每个部署探测点只能部署一个静态节点。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种混杂网络移动节点部署选择方法，包括：

步骤501，系统启动，开始执行部署探测操作；

步骤502，移动节点从起点出发，首先选择基本行为U_i进行部署探测，每执行完一个基本行为U_i则部署一个静态节点，部署过程中移动节点主动获取障碍物在水平方向上的距离差；

步骤503，如果水平方向上不存在障碍物，则继续执行部署探测；

步骤504，移动节点每执行完一个基本行为U_i，i自动加1，进入下一个基本行为U_i部署点位；

步骤505，移动节点启用V_i执行垂直基本行为进行静态节点部署，完成后进入下一个X方向上的U_i基本行为的部署探测流程；

步骤506，移动节点用3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位，满足权利要求5中公式(9)条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署。

本发明提供一种混杂网络移动节点覆盖探测方法，通过设计出移动节点覆盖探测基本行为集，通过基本行为的组合来完成非障碍物区域的覆盖探测，再结合围绕障碍物周边的部署探测，最终得出移动节点整个部署探测路径的累积代价，采用本发明提出的移动节点覆盖探测策略，解决针对监控区域的覆盖空洞问题可有效节省移动节点在非障碍物区域与障碍物区域直接连续运动造成的路径增加，从而有效节省静态节点的部署数量。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的网络部署覆盖图；

图2示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的移动节点水平覆盖探测规则示意图；

图3示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的移动节点垂直覆盖探测规则示意图；

图4示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的移动节点靠近障碍物部署规则示意图；

图5示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的移动节点部署探测示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混杂网络移动节点覆盖探测方法，包括：设计出移动节点覆盖探测基本行为集，通过基本行为的组合来完成非障碍物区域的覆盖探测，再结合围绕障碍物周边的部署探测，最终得出移动节点整个部署探测路径的累积代价。

进一步，所述设计出移动节点覆盖探测基本行为集，通过基本行为的组合来完成非障碍物区域的覆盖探测，再结合围绕障碍物周边的部署探测，最终得出移动节点整个部署探测路径的累积代价，包括：根据预定义的传感器部署模型，设计出移动节点基本行为集，将整个覆盖探测区域建立包括X方向和Y方向的坐标系，并评估出整个监控区域在该坐标系下各个基本行为集的部署点位；对于非障碍物区域，将移动节点的部署探测流程转换为对移动节点执行固定点位的操作控制；对于障碍物区域，通过3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位，满足条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署；对整个监控区域的有效覆盖进行探测，并且规避监控区域障碍物造成的覆盖空洞。

图1示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的网络部署覆盖图。如图1所示，在给定部署区域大小和节点无线收发距离的条件下，基于布尔传感模型且假定全向感知，在同样形态的所有传感器具有共同的感知范围，在感知范围内的事件都能被可靠地检测到，在范围之外的就完全无法感知，在位置p处的传感器节点观察到位置q的事件时传感器的输出信号的强度为：

式中，||.||₂是点之间的欧几里德距离，α是常数测量值，

从传感器节点的连接特性和覆盖特性两方面进行考虑，假设传感器能够感应距离r_s之内发生的事件，节点的通信半径，记为r_c，且将三个相邻的传感器节点A、B、C的传感区域相交于一点，并且三个相邻的传感器节点A、B、C任意之间的距离都等于

图2示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的移动节点水平覆盖探测规则示意图。如图2所示，假设在矩形覆盖探测区域存在障碍物，移动节点装配有距离探测传感器以有效探测周边障碍物距离并获得移动节点的运动距离和方向；

加上移动节点无碰、安全运动部署到目标点，需要分布设计了移动节点水平方向的覆盖探测规则U_i和垂直方向的覆盖探测规则V_i，U_i和V_i的定义如公式(2)和(3)所示：

水平覆盖探测规则中，移动节点水平覆盖探测规则可定义如下：

U_i＝(r_s,ρ_i)    (2)

其中，ρ_i∈{0,π}；

垂直覆盖探测规则中，移动节点垂直覆盖探测规则可定义如下：

V_i＝(r_s,θ_i)    (3)

其中， ${\mathrm{\θ}}_i\∈\{\frac{\mathrm{\π}}{3},\frac{2\mathrm{\π}}{3},\frac{4\mathrm{\π}}{3},\frac{5\mathrm{\π}}{3}\}.$

图3示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的移动节点垂直覆盖探测规则示意图。如图3所示，假设在不考虑障碍物的情况下，矩形覆盖探测区域的水平方向和垂直方向都由基本行为集组成，定义K为进行基本行为覆盖的最大部署节点数；

在移动节点部署探测过程中，整个探测路径的累积代价是由基本行为集路径和所经过障碍物周边部署探测的代价求和得到的，根据以上代价函数的定义，路径l的代价为：

其中，q是障碍物数量，l_q是障碍物的周边长；为移动节点根据覆盖探测基本行为运动时选择的静态节点部署点位的集合；

移动节点在每个部署点仅覆盖一个静态节点，引入布尔变量x_i,k来表示移动节点覆盖探测点i和静态节点k部署之间的选择关系：

定义变量σ表示移动节点的部署探测方向。

针对所要覆盖探测区域来说，移动节点根据基本行为集进行部署探测时的位置定义如下：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i^j=\mathrm{\σ}(\sqrt{3}(i-1)r+(j-1)\frac{3\sqrt{3}}{2}r)\\ y_i^j=\mathrm{\σ}(\frac{1}{2}(i-1)r+(j-1)\frac{3}{2}r)\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中，j≥1且属于奇数；

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i^{j+1}=x_i^j+\mathrm{\σ}\frac{\sqrt{3}}{2}r\\ y_i^{j+1}=y_i^j+\mathrm{\σ}\frac{3}{2}r\end{array}\right.---\left(8\right)$

其中，j≥1且属于偶数。

图4示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的移动节点靠近障碍物部署规则示意图。如图4所示，在围绕障碍物部署探测时采用3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位；

满足公式(9)条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署；

$\left\{\begin{array}{c}|x_{i^{\′}}^{j^{\′}}-x_i^j|>\frac{\sqrt{3}}{2}r\\ |y_{i^{\′}}^{j^{\′}}-y_i^j|=0\end{array}\right.---\left(9\right)$

移动节点纵坐标是位于基本行为集的运动前进方向左侧基本行为部署点的距离差。

混杂网络移动节点探测选择的目标是在满足所有区域覆盖需求的前提下最小化部署路径，在此基础上部署节点数量也就最少，上述方法可描述为以下满足特定限制：

max l    (10)

$\begin{array}{cc}s.t.& |x_n-x_{n-1}|>\frac{\sqrt{3}}{2}r\end{array}---\left(11\right)$

公式(11)表示移动节点探测选择策略不能过度覆盖，即能通过探测部署的邻居静态节点满足覆盖条件情况下不进行重复部署；公式(12)表示移动节点部署探测部署方案必须满足不超过部署静态节点总数限制的条件；公式(13)表示每个部署探测点只能部署一个静态节点。

图5示出本发明提供的混杂网络移动节点覆盖探测方法的移动节点部署探测示意图。如图5所示，本发明还提供了一种混杂网络移动节点部署选择方法，包括：

步骤501，系统启动，开始执行部署探测操作；

步骤502，移动节点从起点出发，首先选择基本行为U_i进行部署探测，每执行完一个基本行为U_i则部署一个静态节点，部署过程中移动节点主动获取障碍物在水平方向上的距离差；

步骤503，如果水平方向上不存在障碍物，则继续执行部署探测；

步骤504，移动节点每执行完一个基本行为U_i，i自动加1，进入下一个基本行为U_i部署点位；

步骤505，移动节点启用V_i执行垂直基本行为进行静态节点部署，完成后进入下一个X方向上的U_i基本行为的部署探测流程；

步骤506，移动节点用3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位，满足权利要求5中公式(9)条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署。

本发明根据布尔传感覆盖模型，建立监控区域坐标系，设计移动节点部署探测基本行为集，避免频繁改变移动节点的运动控制状态，有效提高移动节点的控制效率；采用“3点+1距离”法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位部署评估，有效避免由于障碍物影响造成的覆盖空洞问题；通过非障碍物区域基本行为集部署探测，结合障碍物区域的路径探测，能够实现更加高效的覆盖探测，确保部署路径最短且部署静态节点数量最少。

本技术领域技术人员可以理解，本发明可以涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项操作的设备。所述设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备，所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、随即存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁性卡片或光线卡片。可读介质包括用于以由设备(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机构。例如，可读介质包括随即存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置、以电的、光的、声的或其他的形式传播的信号(例如载波、红外信号、数字信号)等。

本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来生成机器，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行的指令创建了用于实现结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方法。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种混杂网络移动节点覆盖探测方法，其特征在于，包括：

设计出移动节点覆盖探测基本行为集，通过基本行为的组合来完成非障碍物区域的覆盖探测，再结合围绕障碍物周边的部署探测，最终得出移动节点整个部署探测路径的累积代价。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计出移动节点覆盖探测基本行为集，通过基本行为的组合来完成非障碍物区域的覆盖探测，再结合围绕障碍物周边的部署探测，最终得出移动节点整个部署探测路径的累积代价，包括：

根据预定义的传感器部署模型，设计出移动节点基本行为集，将整个覆盖探测区域建立包括X方向和Y方向的坐标系，并评估出整个监控区域在该坐标系下各个基本行为集的部署点位；

对于非障碍物区域，将移动节点的部署探测流程转换为对移动节点执行固定点位的操作控制；

对于障碍物区域，通过3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位，满足条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署；

对整个监控区域的有效覆盖进行探测，并且规避监控区域障碍物造成的覆盖空洞。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定义的传感器部署模型进一步包括：

在给定部署区域大小和节点无线收发距离的条件下，基于布尔传感模型且假定全向感知，在同样形态的所有传感器具有共同的感知范围，在感知范围内的事件都能被可靠地检测到，在范围之外的就完全无法感知，在位置p处的传感器节点观察到位置q的事件时传感器的输出信号的强度为：

式中，||·||₂是点之间的欧几里德距离，α是常数测量值，

从传感器节点的连接特性和覆盖特性两方面进行考虑，假设传感器能够感应距离r_s之内发生的事件，节点的通信半径，记为r_c，且将三个相邻的传感器节点A、B、C的传感区域相交于一点，并且三个相邻的传感器节点A、B、C任意之间的距离都等于

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据布尔传感模型的定义，设计出移动节点基本行为集，将整个覆盖探测区域建立包括X方向和Y方向的坐标系，并评估出整个监控区域在该坐标系下各个基本行为集的部署点位，包括：

假设在矩形覆盖探测区域存在障碍物，移动节点装配有距离探测传感器以有效探测周边障碍物距离并获得移动节点的运动距离和方向；

加上移动节点无碰、安全运动部署到目标点，需要分布设计了移动节点水平方向的覆盖探测规则U_i和垂直方向的覆盖探测规则V_i，U_i和V_i的定义如公式(2)和(3)所示：

水平覆盖探测规则中，移动节点水平覆盖探测规则可定义如下：

U_i＝(r_s,ρ_i)   (2)

其中，ρ_i∈{0,π}；

垂直覆盖探测规则中，移动节点垂直覆盖探测规则可定义如下：

V_i＝(r_s,θ_i)   (3)

其中， ${\mathrm{\θ}}_i\∈\{\frac{\mathrm{\π}}{3},\frac{2\mathrm{\π}}{3},\frac{4\mathrm{\π}}{3},\frac{5\mathrm{\π}}{3}\}.$

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部署探测累积代价的计算方法包括：

假设在不考虑障碍物的情况下，矩形覆盖探测区域的水平方向和垂直方向都由基本行为集组成，定义K为进行基本行为覆盖的最大部署节点数；

在移动节点部署探测过程中，整个探测路径的累积代价是由基本行为集路径和所经过障碍物周边部署探测的代价求和得到的，根据以上代价函数的定义，路径l的代价为：

其中，q是障碍物数量，l_q是障碍物的周边长；为移动节点根据覆盖探测基本行为运动时选择的静态节点部署点位的集合；

移动节点在每个部署点仅覆盖一个静态节点，引入布尔变量x_i,k来表示移动节点覆盖探测点i和静态节点k部署之间的选择关系：

定义变量σ表示移动节点的部署探测方向；

针对所要覆盖探测区域来说，移动节点根据基本行为集进行部署探测时的位置定义如下：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i^j=\mathrm{\σ}(\sqrt{3}(i-1)r+(j-1)\frac{3\sqrt{3}}{2}r)\\ y_i^j=\mathrm{\σ}(\frac{1}{2}(i-1)r+(j-1)\frac{3}{2}r)\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中，j≥1且属于奇数；

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i^{j+1}=x_i^j+\mathrm{\σ}\frac{\sqrt{3}}{2}r\\ y_i^{j+1}=y_i^j+\mathrm{\σ}\frac{3}{2}r\end{array}\right.---\left(8\right)$

其中，j≥1且属于偶数；

在围绕障碍物部署探测时采用3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位；

满足公式(9)条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署；

$\left\{\begin{array}{c}|x_{i^{\′}}^{j^{\′}}-x_i^j|>\frac{\sqrt{3}}{2}r\\ |y_{i^{\′}}^{j^{\′}}-y_i^j|=0\end{array}\right.---\left(9\right)$

移动节点纵坐标是位于基本行为集的运动前进方向左侧基本行为部署点的距离差；

混杂网络移动节点探测选择的目标是在满足所有区域覆盖需求的前提下最小化部署路径，在此基础上部署节点数量也就最少，上述方法可描述为以下满足特定限制：

max l   (10)

$s.t.|x_n-x_{n-1}|>\frac{\sqrt{3}}{2}r---\left(11\right)$

公式(11)表示移动节点探测选择策略不能过度覆盖，即能通过探测部署的邻居静态节点满足覆盖条件情况下不进行重复部署；公式(12)表示移动节点部署探测部署方案必须满足不超过部署静态节点总数限制的条件；公式(13)表示每个部署探测点只能部署一个静态节点。

6.一种混杂网络移动节点部署选择方法，其特征在于，包括：

步骤501，系统启动，开始执行部署探测操作；

步骤502，移动节点从起点出发，首先选择基本行为U_i进行部署探测，每执行完一个基本行为U_i则部署一个静态节点，部署过程中移动节点主动获取障碍物在水平方向上的距离差；

步骤503，如果水平方向上不存在障碍物，则继续执行部署探测；

步骤504，移动节点每执行完一个基本行为U_i，i自动加1，进入下一个基本行为U_i部署点位；

步骤505，移动节点启用V_i执行垂直基本行为进行静态节点部署，完成后进入下一个X方向上的U_i基本行为的部署探测流程；

步骤506，移动节点用3节点加1距离法来判断X方向上靠近障碍物区域的点位是否属于部署静态节点的有效点位，满足权利要求5中公式(9)条件则执行静态节点的部署，否则放弃部署。