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专利号: 2019108060412
申请人: 安徽工业大学
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
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摘要:

权利要求书:

1.一种二维无线传感器网络覆盖漏洞的修复方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)激活二维无线传感器网络中设置的移动节点,计算二维无线传感器网络中各覆盖漏洞的最大面积,以及修复各覆盖漏洞至少需要的移动节点的个数;

2)移动节点选择移动的目标覆盖漏洞;

3)移动节点选择移动路径,并按照选择的移动路径移动至目标覆盖漏洞的边界节点处;

4)到达目标覆盖漏洞边界节点处的移动节点计算在目标覆盖漏洞中的相对位置并进行覆盖漏洞修复。

2.根据权利要求1所述的二维无线传感器网络覆盖漏洞的修复方法,其特征在于,所述步骤1)中计算覆盖漏洞面积的方法为通过已知的各覆盖漏洞的边界节点的个数结合节点的感应半径,计算各个覆盖漏洞的周长,并根据在同等周长中,圆的面积最大的原理计算各覆盖漏洞的最大面积;

定义以圆的面积计算的覆盖漏洞的最大面积时,覆盖漏洞记为覆盖漏洞圆;

则覆盖漏洞圆的面积公式为:

L=(n/k)*2*sr  (1-1)

R=L/(2*pi)     (1-2)

S=pi*R^2      (1-3)

其中,n为覆盖漏洞的边界节点的个数,L为覆盖漏洞的周长,k为二维无线传感器网络的覆盖度,sr为节点的感应半径,R为覆盖漏洞圆的半径,S为覆盖漏洞圆的面积,pi为圆周率;

则修复面积为S的覆盖漏洞圆至少所需要的移动节点个数N为覆盖漏洞圆的面积与移动节点感应的面积的比值,即:。

3.根据权利要求1所述的二维无线传感器网络覆盖漏洞的修复方法,其特征在于,所述步骤2)中对任意一个移动节点选择移动的目标覆盖漏洞,包括如下步骤:(1.1)任一移动节点,记为A,找到A五跳之内的能通信的邻居节点,记录邻居节点的顺序以及各邻居节点的id;

(1.2)当A五跳之内的邻居节点包括覆盖漏洞的边界节点,则A和此覆盖漏洞通信成功;

(1.3)在所有的移动节点的五跳邻居节点通信结束后,每个覆盖漏洞将各自成功通信的移动节点依据节点跳数进行排序,并依据覆盖漏洞圆的面积大小选取排序的前N个移动节点发送返回消息,包括通信经过的节点id、移动节点与覆盖漏洞之间的跳数,以及移动节点与覆盖漏洞通信的边界节点id;排序在N后的移动节点信息保留备用;

(1.4)当移动节点收到单个覆盖漏洞按照接收的移动节点发送信息的反向路径返回消息时,移动节点直接选择该覆盖漏洞为目标覆盖漏洞,并移动到此目标覆盖漏洞的边界节点处;当移动节点收到多个覆盖漏洞的返回消息时,移动节点选择节点跳数更近的覆盖漏洞为目标覆盖漏洞,并移动至的目标覆盖漏洞的边界节点处;

(1.5)当所有收到返回消息的移动节点已移至对应的目标覆盖漏洞的边界节点处时,各覆盖漏洞分别检测位于其边界节点处的移动节点的数量是否是足够修复其自身:当覆盖漏洞检测到位于其边界节点处的移动节点的数量足够修复其自身,则释放存储的节点信息;当覆盖漏洞检测到位于其边界节点处的移动节点的数量不够修复其自身,则按照步骤(1.3)的排序,顺次再向排序在N之后的移动节点发送返回消息,等待后续的移动节点移至对应覆盖漏洞的边界节点处,直至覆盖漏洞边界节点处的移动节点的数量足够修复其自身。

4.根据权利要求3所述的二维无线传感器网络覆盖漏洞的修复方法,其特征在于,所述步骤(1.1)中,节点A五跳之内的能通信的邻居节点为:A主动通信的三个一跳邻居节点,满足相邻两个一跳邻居节点与移动节点之间形成的角度为接近或等于120度的三个节点,A向三个一跳邻居节点发送节点信息,包括节点id,是否为移动节点;

所述三个一跳邻居节点再分别转发节点信息,任一一跳邻居节点通信找到两个一跳邻居节点转发节点信息,同时转发自身的节点信息,所述一跳邻居节点与其自身的两个一跳邻居节点两两构成接近或等于120度位置关系;所述两个一跳邻居节点再分别重复三个一跳邻居节点通信转发节点信息的过程步骤;

当A的节点信息在持续发送五跳邻居节点后,或者在发送途中遇到边界节点,或者在发送途中遇到其他的移动节点后结束转发节点消息。

5.根据权利要求1所述的二维无线传感器网络覆盖漏洞的修复方法,其特征在于,所述步骤(3)中选择移动节点的移动路径时,利用返回消息中已知的路径节点id,依据移动节点感知的移动路径上路径节点id的信号强度判断移动方向是否正确,调整移动路径。

6.根据权利要求1所述的二维无线传感器网络覆盖漏洞的修复方法,其特征在于,所述步骤(4)中,移动节点计算其在覆盖漏洞中的相对位置并进行漏洞修复的过程为无坐标顺序包围式修复覆盖漏洞,包括首个移动节点修复和其余移动节点部分修复;

所述首个移动节点修复过程为:对覆盖漏洞的边界节点按相邻顺序组成数组,首个移动节点至少覆盖其目标覆盖漏洞组成数组的任意相邻序号的两个边界节点感应范围的交点;所述首个移动节点位于任意相邻两个边界节点连线的中垂线上;

所述其余移动节点部分修复过程为:对其余移动节点中任一移动节点在修复覆盖漏洞时,先判断上一个移动节点与顺次序号的下一个边界节点的感应范围是否具有交点;

当上一个移动节点与顺次序号的下一个边界节点的感应范围没有交点时,其余移动节点中任一移动节点至少覆盖其目标覆盖漏洞中上一个移动节点修复覆盖漏洞时选取的边界节点中数组序号较大者和顺次序号的下一个边界节点的感应范围的交点,记为第一交点;以及覆盖上一个移动节点与上一个移动节点修复覆盖漏洞时选取的两个边界节点中数组序号较大的边界节点的感应范围的交点,记为第二交点;所述移动节点位于第一交点和第二交点的中垂线上;

当上一个移动节点与顺次序号的下一个边界节点的感应范围具有交点时,其余移动节点中任一移动节点至少覆盖上一个移动节点和顺次序号的下一个边界节点的感应范围的交点,记为第三交点;以及覆盖其目标覆盖漏洞中与上一个移动节点修复覆盖漏洞时选取的两个边界节点顺次序号的相邻两个边界节点的感应范围的交点,记为第四交点;所述移动节点位于第三交点和第四交点的中垂线上。

7.根据权利要求1所述的二维无线传感器网络覆盖漏洞的修复方法,其特征在于,所述步骤4)移动节点成功修复覆盖漏洞的标准为:检测到所有选择修复覆盖漏洞的移动节点之间的距离、以及移动节点与覆盖漏洞边界节点的距离都小于2*sr。