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专利号: 2014102825865
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-10-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于Voronoi图盲区的无线传感器网络节点覆盖优化方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)在L×W的监测区域T内随机散布N个感知半径为Rs的无线传感器;

(2)初始化算法的各个参数:传感器节点数量N,感知半径Rs,迭代次数itermax,离散化密度TD,按离散化密度TD将监测区域T离散化为a×b的目标点阵,通过rand函数随机布置节点,生成传感器节点初始位置,即无线传感器节点的集合S,表示为S={s1,s2,…,sN};其中每个节点的位置记为si=(xi,yi);

(3)对监测区域T进行Voronoi图划分,Voronoi单元的集合为V={v1,v2,…,vN};

(4)当前节点si与其邻居节点集Z={z1,z2,…,zn}共同组成节点集合Ki={si,z1,z2,…,zn},Ki对应的Voronoi单元集合Vk={vi,vz1,vz2,…,vzn};计算当前节点si所对应vi的顶点覆盖情况;若顶点全部已覆盖转步骤(9),若顶点未全部覆盖进入下一步骤;

(5)计算当前节点si在vi内的泰森盲区多边形,并计算泰森盲区多边形形心(6)计算当前节点si在形心Ci处对vi的覆盖率(7)计算当前节点si在当前位置(xi,yi)对vi的覆盖率

(8)比较覆盖率 和 如果 则更新节点位置使 进入下一步

骤,转步骤(9),否则保留当前节点位置si=(xi,yi)进入下一步骤,转步骤(9);

(9)在Ki中去除si,重构Ki所对应的Voronoi单元集合 并

计算位于vi内新产生Voronoi单元的顶点覆盖情况;若顶点全部被覆盖则vi内不存在盲区,计算vi的形心 更新当前节点位置使 进入下一步骤;若新顶点没有全部被覆盖则vi内存在盲区转步骤(5);

(10)重复步骤(4)~步骤(9),直至所有节点比较结束;

(11)重复步骤(3)~步骤(10),直至满足停止条件。

2.根据权利要求1所述的优化方法,其特征在于:邻居节点为与当前传感器节点共同形成与当前传感器节点对应的Voronoi单元的传感器节点。

3.根据权利要求1所述的优化方法,其特征在于:Voronoi图是由相邻传感器节点连线形成的Delaunay三角网各边做垂直平分线所组成的凸多边形的集合,凸多边形称为Voronoi单元。

4.根据权利要求1所述的优化方法,其特征在于步骤(5)中的泰森盲区多边形为去除Voronoi单元内的节点后,其已覆盖顶点所对应的邻居节点感知圆盘的交点集和未覆盖顶点集,两者共同所围成的多边形;若已覆盖顶点为边界点,则取对应邻居节点感知圆盘与边界的交点。所有交点均位于Voronoi单元内;具体可分为三种情况;

情况1:Voronoi单元的顶点全部被覆盖,且存在盲区;取邻居节点感知圆盘的交点围成泰森盲区多边形;

情况2:Voronoi单元的顶点部分已覆盖,部分未覆盖;去除Voronoi单元内的节点后,取Voronoi单元已覆盖顶点所对应的邻居节点感知圆盘的交点集和Voronoi单元未覆盖顶点集围成泰森盲区多边形;

情况3:Voronoi单元顶点全部未被覆盖时,泰森盲区多边形与Voronoi单元相同。

5.根据权利要求1所述的优化方法,其特征在于:Voronoi单元内的盲区判断方法为去除Voronoi单元内的传感器节点,使用已去除传感器节点的邻居节点在监测区域内重新划分Voronoi图;会产生与邻居节点个数相同的Voronoi单元,在原Voronoi单元内取出新产生Voronoi单元的顶点,并判断覆盖情况,若有未覆盖顶点则存在盲区。