CN107438252B - 优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法 - Google Patents

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CN107438252B CN201710833957.8A CN201710833957A CN107438252B CN 107438252 B CN107438252 B CN 107438252B CN 201710833957 A CN201710833957 A CN 201710833957A CN 107438252 B CN107438252 B CN 107438252B
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Abstract

本发明公开了一种优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，所述方法是一种分布式方法，包括静态传感节点、移动传感节点和Sink节点分别执行各自不同的工作方法。本发明解决了异构静态传感节点部署和失效引起的覆盖盲区问题，考虑静态传感节点的感知半径异构，根据周围邻居传感节点信息计算移动传感节点的停留位置。根据静态传感节点上报的位置，建立覆盖调度模型，并采用启发式求解方法求解调度模型，获得移动传感节点的停留位置较优方案。总之，本发明提高了区域覆盖率和静态传感节点存活个数。不管移动传感节点个数如何变化，在保持相同的区域覆盖率下，本发明提高了网络生存时间和降低了平均静态传感节点能耗。

Description

优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法
技术领域
本发明涉及移动无线传感网领域，尤其涉及一种优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法。
背景技术
在无线传感网(wireless sensor networks，WSNs)中，节点的能量约束限制了网络覆盖、生存时间等基本功能。网络覆盖能确保从传感节点收集的数据可准确表示整个监控区域。根据感知对象的不同，网络覆盖可分成目标覆盖、栅栏覆盖和区域覆盖。其中，目标覆盖要求传感节点能覆盖到所有目标点。当目标点遍布于监测区域且数量足够多时，目标覆盖问题可转换成区域覆盖问题。栅栏覆盖要求传感节点能完整覆盖一条直线。当直线数量足够多时，栅栏覆盖问题也可转换成区域覆盖。区域覆盖问题是网络覆盖的基本问题之一，可应用到环境监测、智慧工产等多个领域。同时，网络生存时间是指WSNs从整个网络收集数据的有效工作时间。网络生存时间越大，则WSNs的寿命越长，其应用成本越短。因此在环境监测等应用领域，WSNs的设计应保持令人满意的区域覆盖和持续几个月或几年时间收集所需的感测数据(如温度)，并传输给基站。
但是目前许多学者侧重于研究同构无线传感网(所有传感节点具有相同的性能如安装有相同的传感器、其位置都静止或都可以移动等)的网络覆盖问题，但是在一些特殊应用中，传感节点存在感知范围、能量等方面的异构。随着无线传感网应用领域的不断扩大，同构无线传感网已经满足不了实际应用的需要。如在无线传感网的典型应用——环境监测中，需要监测大气温度、湿度、光照强度、PM2.5含量、一氧化碳含量、有害气体含量等环境信息，显然每个传感节点不可能同时安装所有的传感器。因此需要考虑安装有不同类型的传感器，即感知半径不同的异构传感节点。因此，一些学者研究异构传感节点的覆盖问题，但是只是考虑异构静态传感节点的调度，没有考虑异构传感节点的移动性，容易出现能量空穴问题。为克服静态异构传感节点的能量空穴问题，部分学者考虑异构传感节点的移动，研究异构移动传感节点的覆盖问题。如Durga Pavan Nudurupatia等将监控区域分成存在能量异构传感节点的多个网格。根据传感节点的数量，判断每一个网格的负载，负载高的网格中部分传感节点向负载低的网格移动。李明等在位置进化中考虑异构传感节点间的虚拟力，提出虚拟力导向差分方法，从而优化网络优化覆盖率。Durga Pavan Nudurupatia等将监控区域分成存在能量异构传感节点的多个网格。根据传感节点的数量，判断每一个网格的负载，负载高的网格中部分传感节点向负载低的网格移动。刘军等考虑当监控区域存在覆盖盲点，提出一种权衡移动距离或能耗最小和感知覆盖最大的覆盖洞修补方法，获得异构传感节点的移动规划路径。但是以上学者都是集中式方法，其计算量较大，一般只适合传感节点数量较少的网络，而且只是考虑所有传感节点具有移动性，需要配置移动设备和大功率的电池，大大增加了无线传感网部署的成本。
综上所述，目前同构静态或移动传感节点的覆盖优化问题取得较好的成果，但是没有考虑传感节点的异构性。异构传感节点的覆盖优化问题也取得一定的成果。但是异构静态传感节点的相关方法同样存在能量空穴问题，异构移动传感节点的覆盖优化问题主要偏向于假设所有传感节点具有移动性，具有较大的硬件成本。同时异构传感节点的覆盖优化方法也比较侧重于集中式方法，较少涉及到分布式方法。
发明内容
针对现有技术中所存在的问题，本发明在此的目的是提供一种降低减少系统的硬件成本，同时存在异构静态传感节点和少量移动传感节点的优化网络生存时间和覆盖的移动传感节点覆盖调度方法。该方法在达到最大网络覆盖情况下，能够提高网络生存时间，降低算法的时间的复杂度。
为实现本发明的目的，所提供的优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，该方法由静态节点判断其自身弧是否被全覆盖，或判断是否接收到邻居传感节点的能量失效包；根据判断结果计算需移动传感节点停留的期待停留位置；再判断是否需要向移动传感节点发送包含期待停留位置坐标的请求包；移动传感节点根据接收到的请求包建立期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000021
并建立覆盖调度模型；根据所建立的覆盖调度模型在期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000022
中选择目标停留位置；移动传感节点向目标停留位置移动，并向目标停留位置所对应的静态节点发送位置确认包或位置取消包；接收到位置确认包或位置取消包的静态节点广播通知其周围的其他静态节点；若接收到的是位置确认包则表示移动传感节点移动至目标位置停留，若接收到的是位置取消包则静态节点重新执行该方法。
本发明所提供的方法中静态节点根据自身弧是否被全覆盖，或者邻居静态传感节点的信息，发现静态节点的覆盖盲区和估计移动传感节点的停留位置，广播通知移动传感节点。同时，建立移动传感节点的移动优化模型，分布式求解该优化模型，获得异构移动传感节点的分布式移动策略，修补覆盖盲区，从而达到最大网络覆盖情况下，提高了网络生存时间，降低了算法的时间复杂度。
具体的，所述静态节点自身弧是否被全覆盖的具体判断方法如下：
SA1：根据静态节点的自身感知半径，在自身感知圆弧上确定间隔相同的N个点的位置坐标；
SA2：获知相邻节点的状态信息；
SA3：选择与步骤SA1中所述的静态节点的感知半径相交的节点位置坐标；
SA4：分别计算N个点与步骤SA3中所选择的节点之间的距离，若对于N个点中任意一个点i，均存在一个经步骤SA3中所选择的节点j，使得点i与节点j之间的距离小于或等于节点j的感知半径，则静态节点自身弧被全覆盖；否则未被全覆盖。
具体的，所述距离通过以下公式求取：
chu＝||phu-pav|| (1)
式(1)中，phu表示N个点中的某一点的位置坐标，pav表示与步骤SA1中所述的静态节点的感知半径相交的某一节点的位置坐标；|| ||表示两位置坐标之间的距离。
具体的，所述期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000032
中期待停留位置坐标元素计算的具体步骤如下：
SB1：选择静态节点自身感应弧上未被覆盖的弧，获取其两端顶点的位置坐标，分别定义为A(xA,yA)和B(xB,yB)；
SB2：通过式(2)～(3)或者式(4)～(5)，计算坐标(xc1，yc1)﹑(xc2﹑yc2)；
Figure BDA0001409360530000031
Figure BDA0001409360530000041
或者
Figure BDA0001409360530000042
Figure BDA0001409360530000043
其中(xc1，yc1)﹑(xc2﹑yc2)表示经过点A和点B，且半径为rC的两个圆的圆心坐标位置；(xA,yA)和(xB,yB)分别表示未被覆盖的弧的两端顶点的坐标位置；
Figure BDA0001409360530000044
SB3：计算(xc1，yc1)﹑(xc2﹑yc2)与静态节点自身感应弧的圆心D之间的距离，分别定义为
Figure BDA0001409360530000045
和
Figure BDA0001409360530000046
判断静态节点自身感应弧未被覆盖弧的角度θL是否满足以下约束条件：
0≤θL≤π (6)
若满足则选择
Figure BDA0001409360530000047
和
Figure BDA0001409360530000048
中值大所对应的坐标位置，并添加期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000049
中，反之则选择
Figure BDA00014093605300000410
和
Figure BDA00014093605300000411
中值小所对应的坐标位置，添加期待停留位置坐标集合
Figure BDA00014093605300000412
具体的，所述覆盖调度模型如下：
Figure BDA00014093605300000413
式中：Δcoverp表示期待停留位置区域覆盖率增量，其通过式(8)求取；Lp表示移动传感节点从当前位置移动到期待停留位置的路程，其通过式(9)求取；
Figure BDA00014093605300000414
式(8)中：Xi表示负责计算期待停留位置
Figure BDA00014093605300000416
的传感节点i和其处于工作状态邻居传感节点的位置集合，cover(Xi)表示根据Xi中传感节点位置的区域覆盖率，其通过式(10)求取；(xm,ym)表示移动传感节点的当前位置；
Figure BDA00014093605300000415
表示期待停留位置；
Figure BDA0001409360530000051
式(9)中，(xm,ym)表示移动传感节点的当前位置；
Figure BDA0001409360530000052
表示期待停留位置；
Figure BDA0001409360530000053
Figure BDA0001409360530000054
式(11)中，
Figure BDA0001409360530000055
表示集合Xi下网格gv是否被覆盖的标志符，ngrid表示网格的个数；pav表示与静态节点的感知半径相交的节点的位置坐标；pgv表示网格gv的位置坐标。
具体的，所述目标停留位置的具体选取步骤如下：
SC1：计算期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000057
中每个期待停留位置的权值和接收到请求包的移动传感节点的自身权值；
SC2：选择大于自身位置权值且权值最大的期待停留位置作为目标停留位置；
SC3：判断是否移动传感节点在移动过程中是否收到新请求包，并执行以下步骤之一：
1)接收到新请求包，更新期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000056
计算新期待停留位置的权值，如果新期待停留位置的权值大于当前目标停留位置的权值，则向目标停留位置对应的静态节点发生位置取消包；选择新期待停留位置作为新的目标停留位置，向新目标停留位置对应的静态节点发送位置确认包，否则继续向目标停留位置移动。
2)未接收到新请求包，继续向目标停留位置移动。
本发明的技术构思为：考虑静态传感节点的感知半径异构，根据周围邻居传感节点信息计算移动传感节点的停留位置。根据静态传感节点上报的位置，建立覆盖调度模型，并采用启发式求解方法求解调度模型，获得移动传感节点的停留位置较优方案。
本发明的有益效果主要表现在：本发明中静态节点根据邻居静态节点的信息，发现静态传感节点的覆盖盲区和估计移动传感节点的停留位置，广播通知移动传感节点。同时，建立移动传感节点的移动优化模型，分布式求解该优化模型，获得异构移动传感节点的分布式移动策略，修补覆盖盲区，从而提高了区域覆盖率和静态传感节点存活个数。不管移动传感节点个数如何变化，在保持相同的区域覆盖率下，本方法提高了网络生存时间和降低了平均静态传感节点能耗，降低了时间复杂度。
附图说明
图1为本发明所提供的优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法的流程图；
图2为感知模型结构图；
图中：1-Sink节点，2-静态传感节点，3-移动传感节点，4-感知半径，5-感知弧。
具体实施方式
为了更好地说明本发明所要保护的技术方案，在此结合附图和具体实施方式作进一步的说明。
结合图1和图2，本申请所提供的优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，该方法中涉及网络中的两类节点，一类是动态移动传感节点(可移动到监控区域任一位置的传感节点)；另一类是静态节点(位置固定不变的节点)，该类节点包括静态传感节点(接收邻居节点信息和根据接收的信息发送请求移动传感节点移动的请求包，该请求包还包括需移动传感节点停留的位置坐标信息，即申请文件中所记载的期待停留位置)和Sink节点；其中Sink节点用于定时发送包含包类型(0x10)、包长度、包序号等信息的盲区计算包和包含包类型(0x20)、包长度、源节点地址、转发节点地址、转发跳数、位置坐标等信息的路由查询包，其中Sink节点的源节点地址和转发节点地址为0x00 0x00 0x00 0x00，转发跳数为0x00，并通过多跳传输收集所有静态传感节点和移动传感节点的感知数据。该方法的具体步骤如下：
步骤1：网络初始化，设置Sink节点1向静态传感节点发送盲区计算包和路由查询包的时间；
步骤2：Sink节点1根据设置的时间定时发送盲区计算包和路由查询包；
步骤3：静态传感节点2接收来自Sink节点1、移动传感节点3和相邻的静态传感节点2所发送的信息包，并根据所接收到的信息进行以下步骤之一：
A:接收到Sink节点1发送或邻居传感节点转发的盲区计算包，静态传感节点2判断该盲区计算包是否已经接收过。如果已经接收过，则执行步骤3，否则向邻居传感节点转发盲区计算包，并判断其自身弧是否被全覆盖；若未被全覆盖，执行步骤4；若已经被全覆盖，则执行步骤3；
B：接收到Sink节点1发送或邻居传感节点转发的路由查询包，分析路由信息，并更新到邻居节点的路由信息表中；判断路由查询包的跳数，当完成m跳后，其中m表示路由查询包的最大跳数，则不转发该包，否则将路由查询包中转发节点地址和位置坐标改成自身节点的地址和位置坐标，转发跳数加1，并转发该路由查询包；
C：接收到移动传感节点3发送或邻居传感节点转发的路由查询包，则分析移动传感节点3的路由信息，并更新到邻居节点的路由信息表中；判断路由查询包的跳数，当完成m跳后，其中m表示路由查询包的最大跳数，则不转发该包，否则将路由查询包中转发节点地址和位置坐标改成自身节点的地址和位置坐标，转发跳数加1，并转发该路由查询包；
D：接收到邻居节点信息包，若该信息包为能量失效包，则执行步骤4；反之则执行步骤3；
步骤4：计算需移动传感节点3停留的期待停留位置坐标；如果邻居节点的路由信息表中存在移动传感节点3的路由信息，则向该移动传感节点3发送包含期待停留位置坐标的请求包，否则不发送请求包；
步骤5：移动传感节点3根据接收到的请求包建立期待停留位置坐标集合PH，并建立覆盖调度模型，根据所建立的覆盖调度模型在期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000071
中选择目标停留位置；
步骤6：移动传感节点3向经步骤5所选出的目标停留位置进行移动，并向目标停留位置所对应的静态传感节点发送包含包类型(0x30)、自身地址、目标停留位置坐标、对应的静态传感节点地址等信息的位置确认包或包含包类型(0x40)、自身地址、目标停留位置坐标、对应的静态传感节点地址等信息的位置取消包；
步骤7：接收到位置确认包或位置取消包的静态节点广播通知其周围的其他静态传感节点；若接收到的是位置确认包则表示移动传感节点正向目标停留位置位置移动，并可能停留于该目标停留位置上；若接收到的是位置取消包，则循环执行步骤2至步骤7，及时了解到网络中是否需要修补的空节点。
在此，步骤3中静态传感节点在接收到盲区计算包时，需要判断其自身弧是否被全覆盖，可以采用现有的任何一种技术进行判断；在此所采用的判断方法如下：
SA1：根据静态传感节点的自身感知半径4，在自身感知圆弧5上确定间隔相同或不同的N个点的位置坐标；
SA2：获知相邻节点的状态信息；
SA3：选择与步骤SA1中所述的静态传感节点的感知半径相交的所有节点，定义为覆盖节点，并计算所有覆盖节点的位置坐标；
SA4：通过式(1)分别计算N个点分别与所有覆盖节点之间的距离，若对于N个点中任意一个点i，均存在一个覆盖节点j，使得点i与覆盖节点j之间的距离小于或等于节点j的感知半径，则静态传感节点自身弧被全覆盖；否则未被全覆盖。
chu＝||phu-pav|| (1)
式(1)中，phu表示N个点中的某一点的位置坐标，pav表示覆盖节点的位置坐标；||||表示两位置坐标之间的距离。
步骤5中，所记载的期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000081
中期待停留位置坐标元素计算的具体步骤如下：
SB1：选择静态传感节点自身感应弧上未被覆盖的弧，获取其两端顶点的位置坐标，分别定义为A(xA,yA)和B(xB,yB)；
SB2：通过式(2)～(3)或者式(4)～(5)，计算坐标(xc1，yc1)﹑(xc2﹑yc2)；
Figure BDA0001409360530000082
Figure BDA0001409360530000083
或者
Figure BDA0001409360530000091
Figure BDA0001409360530000092
其中(xc1，yc1)﹑(xc2﹑yc2)表示经过点A和点B，且半径为rC的两个圆的圆心坐标位置，如经过点A和点B的两个移动传感节点，rC则为移动传感节点的感知半径；(xA,yA)和(xB,yB)分别表示未被覆盖的弧的两端顶点的坐标位置；t1＝-(xB-xA)/(yB-xA)，
Figure BDA0001409360530000093
SB3：计算(xc1，yc1)﹑(xc2﹑yc2)与静态传感节点自身感应弧的圆心D之间的距离，分别定义为
Figure BDA0001409360530000094
和
Figure BDA0001409360530000095
判断静态传感节点自身感应弧未被覆盖弧的角度θL是否满足以下约束条件：
0≤θL≤π (6)
若满足则选择
Figure BDA0001409360530000096
和
Figure BDA0001409360530000097
中值大所对应的坐标位置，并添加期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000098
中，反之则选择
Figure BDA0001409360530000099
和
Figure BDA00014093605300000910
中值小所对应的坐标位置，添加期待停留位置坐标集合
Figure BDA00014093605300000911
所记载的覆盖调度模型可以采用任何一种，本实施方式中所采用的覆盖调度模型如下：
Figure BDA00014093605300000912
Figure BDA00014093605300000913
Figure BDA00014093605300000914
Figure BDA00014093605300000915
Figure BDA00014093605300000916
其中，vi,j表示一个移动传感节点i是否移动到该集合
Figure BDA00014093605300000917
中位置j的标志符。当vi,j＝1，该移动传感节点将移动并停留在该位置上，否则不移动。式(7.a)表示当前移动传感节点的数量为Nm个，式(7.b)表示同一个移动传感节点只能移动到某一个固定位置，式(7.c)表示不同的移动传感节点不能移动到同一个位置，则移动传感节点的覆盖调度问题转化成匹配问题。
式(7)中：Δcoverp表示期待停留位置区域覆盖率增量，其通过式(8)求取；Lp表示移动传感节点从当前位置移动到期待停留位置的路程，其通过式(9)求取；
Figure BDA0001409360530000101
式(8)中：Xi表示负责计算期待停留位置
Figure BDA0001409360530000102
的传感节点i和其处于工作状态邻居传感节点的位置集合，cover(Xi)表示根据Xi中传感节点位置的区域覆盖率，其通过式(10)求取；(xm,ym)表示移动传感节点的当前位置；
Figure BDA0001409360530000103
表示期待停留位置；其中所记载的传感节点包括静态传感节点和移动传感节点，为邻居节点即可。
Figure BDA0001409360530000104
式(9)中，(xm,ym)表示移动传感节点的当前位置；
Figure BDA0001409360530000105
表示期待停留位置；
Figure BDA0001409360530000106
Figure BDA0001409360530000107
式(11)中，将整个监测区域分成大小相同的网格，
Figure BDA0001409360530000108
表示集合Xi下网格gv是否被覆盖的标志符，ngrid表示网格的个数；pav表示覆盖节点的位置坐标；pgv表示网格gv的位置坐标。
步骤5中所记载的目标停留位置的具体选取步骤如下：
SC1：通过式(12)计算期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000109
中每个期待停留位置的权值和接收到请求包的移动传感节点的自身权值；
SC2：选择大于接收到请求包的移动传感节点的自身权值且权值最大的期待停留位置作为目标停留位置；
SC3：判断是否移动传感节点在移动过程中是否收到新请求包，并执行以下步骤之一：
1)接收到新请求包，更新期待停留位置坐标集合
Figure BDA0001409360530000111
通过式(12)计算新期待停留位置的权值，如果新期待停留位置的权值大于当前目标停留位置的权值，则向目标停留位置对应的静态传感节点发生位置取消包；选择新期待停留位置作为新的目标停留位置，向新目标停留位置对应的静态传感节点发送位置确认包，否则继续向目标停留位置移动。
2)未接收到新请求包，继续向目标停留位置移动。
Figure BDA0001409360530000112
式(12)中Δcover表示移动传感节点停留在目标停留位置的区域覆盖率增量，由式(8)计算；L表示移动传感节点向目标停留位置移动的路程，由式(9)计算。
当移动传感节点不需要移动时，移动传感节点感知和发送自身数据，转发其他静态传感节点数据。
本发明解决了异构静态传感节点部署和失效引起的覆盖盲区问题，考虑静态传感节点的感知半径异构，根据周围邻居传感节点信息计算移动传感节点的停留位置。根据静态传感节点上报的位置，建立覆盖调度模型，并采用启发式求解方法求解调度模型，获得移动传感节点的停留位置较优方案。总之，本发明提高了区域覆盖率和静态传感节点存活个数。不管移动传感节点个数如何变化，在保持相同的区域覆盖率下，本发明提高了网络生存时间和降低了平均静态传感节点能耗。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (3)

1. 优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，其特征在于：该方法由静态节点判断其自身弧是否被全覆盖，或判断是否接收到邻居传感节点的能量失效包；根据判断结果计算需移动传感节点停留的期待停留位置；再判断是否需要向移动传感节点发送包含期待停留位置坐标的请求包；移动传感节点根据接收到的请求包建立期待停留位置坐标集合并建立覆盖调度模型；根据所建立的覆盖调度模型在期待停留位置坐标集合中选择目标停留位置；移动传感节点向目标停留位置移动，并向目标停留位置所对应的静态节点发送位置确认包或位置取消包；接收到位置确认包或位置取消包的静态节点广播通知其周围的其他静态节点；若接收到的是位置确认包则表示移动传感节点移动至目标位置停留，若接收到的是位置取消包则静态节点重新执行该方法，所述期待停留位置坐标集合
Figure DEST_PATH_IMAGE002
中期待停留位置坐标元素计算的具体步骤如下：
SB1：选择静态节点自身弧上未被覆盖的弧，获取其两端顶点的位置坐标，分别定义为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure DEST_PATH_IMAGE006
；
SB2：通过式(2)～(3)或者式(4)～(5)，计算坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
或者
Figure DEST_PATH_IMAGE012
Figure DEST_PATH_IMAGE014
其中
Figure 946011DEST_PATH_IMAGE008
表示经过点A和点B，且半径为rc的两个圆的圆心坐标位置；
Figure DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure DEST_PATH_IMAGE018
分别表示未被覆盖的弧的两端顶点的坐标位置；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
；
SB3：计算
Figure DEST_PATH_IMAGE024
与静态节点自身弧的圆心D之间的距离，分别定义为
Figure DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure DEST_PATH_IMAGE028
；判断静态节点自身弧未被覆盖弧的角度
Figure DEST_PATH_IMAGE030
是否满足以下约束条件：
0≤
Figure 88279DEST_PATH_IMAGE030
≤π (6)
若满足则选择
Figure DEST_PATH_IMAGE031
和
Figure 910742DEST_PATH_IMAGE028
中值大所对应的坐标位置，并添加期待停留位置坐标集合
Figure DEST_PATH_IMAGE033
中，反之则选择
Figure DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 99146DEST_PATH_IMAGE028
中值小所对应的坐标位置，添加期待停留位置坐标集合
Figure 235730DEST_PATH_IMAGE033
；
所述覆盖调度模型如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE036
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE038
表示期待停留位置区域覆盖率增量，其通过式(8)求取；
Figure DEST_PATH_IMAGE040
表示移动传感节点从当前位置移动到期待停留位置的路程，其通过式(9)求取；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
式(8)中：
Figure DEST_PATH_IMAGE044
表示负责计算期待停留位置
Figure DEST_PATH_IMAGE046
的传感节点i和其处于工作状态邻居传感节点的位置集合，
Figure DEST_PATH_IMAGE048
表示根据
Figure 484702DEST_PATH_IMAGE044
中传感节点位置的区域覆盖率，其通过式(10)求取；
Figure DEST_PATH_IMAGE050
与
Figure DEST_PATH_IMAGE052
均表示移动传感节点的当前位置；
Figure 150169DEST_PATH_IMAGE046
和
Figure DEST_PATH_IMAGE054
均表示期待停留位置；
Figure DEST_PATH_IMAGE056
式(9)中，
Figure 91450DEST_PATH_IMAGE052
表示移动传感节点的当前位置；
Figure DEST_PATH_IMAGE057
表示期待停留位置；
Figure DEST_PATH_IMAGE059
式(11)中，表示集合
Figure 31724DEST_PATH_IMAGE044
下网格
Figure DEST_PATH_IMAGE061
是否被覆盖的标志符，
Figure DEST_PATH_IMAGE063
表示网格的个数；Pav表示与静态节点的感知半径相交的节点的位置坐标；Pgv表示网格
Figure 476480DEST_PATH_IMAGE061
的位置坐标，
所述目标停留位置的具体选取步骤如下：
SC1：计算期待停留位置坐标集合
Figure DEST_PATH_IMAGE064
中每个期待停留位置的权值和接收到请求包的移动传感节点的自身权值；
SC2：选择大于自身位置权值且权值最大的期待停留位置作为目标停留位置；
SC3：判断是否移动传感节点在移动过程中是否收到新请求包，并执行以下步骤之一：
1)接收到新请求包，更新期待停留位置坐标集合
Figure 109587DEST_PATH_IMAGE064
，计算新期待停留位置的权值，如果新期待停留位置的权值大于当前目标停留位置的权值，则向目标停留位置对应的静态节点发生位置取消包；选择新期待停留位置作为新的目标停留位置，向新目标停留位置对应的静态节点发送位置确认包，否则继续向目标停留位置移动，
2)未接收到新请求包，继续向目标停留位置移动。
2.如权利要求1所述的优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，其特征在于：所述静态节点自身弧是否被全覆盖的具体判断方法如下：
SA1：根据静态节点的自身感知半径，在自身感知圆弧上确定间隔相同的N个点的位置坐标；
SA2：获知相邻节点的状态信息；
SA3：选择与步骤SA1中所述的静态节点的感知半径相交的节点位置坐标；
SA4：分别计算N个点与步骤SA3中所选择的节点之间的距离，若对于N个点中任意一个点i，均存在一个经步骤SA3中所选择的节点j，使得点i与节点j之间的距离小于或等于节点j的感知半径，则静态节点自身弧被全覆盖；否则未被全覆盖。
3.如权利要求2所述的优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，其特征在于：所述距离通过以下公式求取：
Figure DEST_PATH_IMAGE066
(1)
式(1)中，Phu表示N个点中的某一点的位置坐标，Pav表示与步骤SA1中所述的静态节点的感知半径相交的某一节点的位置坐标；||||表示两位置坐标之间的距离。
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