欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2015109153914
申请人: 中北大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法,其特征在于包括以下步骤:

(1)确认无线传感器网络中各节点的1跳邻居节点和2跳邻居节点,设当前传感器节点为SRN,其1跳邻居节点和2跳邻居节点的集合表示为N1,2(SRN);

(2)搜索当前节点SRN的N1,2(SRN)中的邻居节点,确定N1,2(SRN)中的邻居节点在以当前节点为圆心的相对坐标中的绝对角;对于N1,2(SRN)中的邻居节点si,用∠abs(si)表示其绝对角;

(3)对N1,2(SRN)中的邻居节点按照绝对角升序方式排序,将∠abs(si)≤90°的邻居节点置于集合Q1,90°<∠abs(si)≤180°的邻居节点置于集合Q2,180°<∠abs(si)≤270°的邻居节点置于集合Q3,其他邻居节点置于集合Q4;

(4)分别求出集合Q1、Q2、Q3和Q4中所含元素的个数L(Q1)、L(Q2)、L(Q3)和L(Q4);

(5)比较Q1∪Q2和Q3∪Q4元素个数的多少,在Q1∪Q2和Q3∪Q4这两个并集中含元素较少的并集里选择一个最接近90°或最接近270°的邻居节点作为A点;

(5a)如果A点在Q1∪Q2中,则比较Q3和Q4元素个数的多少,在Q3和Q4这两个集合中以最接近225°或最接近315°的邻居节点作为B点;将N1,2(SRN)\{A,B}作为C点的候选集合并依次选中其中一点作为C点,分别计算三角形ΔABC、ΔRNAB、ΔRNBC和ΔRNAC的面积SΔABC、SΔRNAB、SΔRNBC和SΔRNAC,若C点的候选集合中只要有一个点满足SΔABC=SΔRNAB+SΔRNBC+SΔRNAC,则当前节点为内部节点;否则若C点候选集合中所有的点满足SΔABC≠SΔRNAB+SΔRNBC+SΔRNAC,则当前节点为边缘节点;

(5b)如果A点在Q3∪Q4中,则比较Q1和Q2元素个数的多少,在Q1和Q2这两个集合中以最接近45°或最接近135°的邻居节点作为B点;将N1,2(SRN)\{A,B}作为C点的候选集合并依次选中其中一点作为C点,分别计算三角形ΔABC、ΔRNAB、ΔRNBC和ΔRNAC的面积SΔABC、SΔRNAB、SΔRNBC和SΔRNAC,若C点的候选集合中只要有一个点满足SΔABC=SΔRNAB+SΔRNBC+SΔRNAC,则当前节点为内部节点;否则若C点候选集合中所有的点满足SΔABC≠SΔRNAB+SΔRNBC+SΔRNAC,则当前节点为边缘节点;

(6)重复步骤(2)至步骤(5)直到无线传感器网络中每个节点判断完毕。

2.根据权利要求1所述的基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法,其特征在于:步骤(1)中,通过以下步骤确认无线传感器网络中各节点的1跳邻居节点和2跳邻居节点:无线传感器网络中各节点通过广播发送包含自身ID和剩余能量的请求报文,该发送请求报文的节点为广播节点;邻近节点如能收到该广播节点的请求报文,则邻近节点在广播节点的通信范围内,邻近节点将自己设为广播节点的1跳邻居节点,向其返回包含自身ID和剩余能量的应答报文;广播节点收到应答报文后检查邻近节点是否存在于自己的1跳邻居表内,如果不存在则将邻近节点添加至1跳邻居表;经过设置的阈值时间后广播节点不再接收应答报文,而向其所有1跳邻居节点发送交换报文;邻居节点收到交换报文后向广播节点发送自己的1跳邻居表,广播节点根据该1跳邻居表确定其2跳邻居节点。

3.根据权利要求2所述的基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法,其特征在于:广播节点根据该1跳邻居表通过以下公式计算其2跳邻居节点:其中,SRN表示广播节点,Su表示SRN的1跳邻居邻居节点,N1(SRN)表示SRN的1跳邻居节点集,N2(SRN)表示SRN的2跳邻居节点集,N1(Su)表示Su的1跳邻居节点集,由1跳邻居表获得。

4.根据权利要求1所述的基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法,其特征在于:步骤(2)中,通过以下过程确定N1,2(SRN)中的邻居节点在以当前节点为圆心的相对坐标中的绝对角:(2a)若邻居节点向当前节点返回的报文中包含位置信息,则用 表示邻居节点si

的位置坐标,用 表示当前节点的位置坐标,邻居节点si的绝对角∠abs(si)采用以下公式确认:

(2b)若邻居节点向当前节点返回的报文中包含距离信息,则利用多维尺度分析方法将距离信息转换为虚拟坐标,用 表示邻居节点si的虚拟坐标,用 表示当前节点的虚拟坐标,邻居节点si的绝对角∠abs(si)采用以下公式确认:;

5.根据权利要求1所述的基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法,其特征在于:步骤(5)通过以下公式计算三角形面积:其中,a、b和c分别为三角形的边长,通过各节点的位置坐标计算或由测距方法直接获得。