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专利号: 2021109683456
申请人: 中国地质大学(武汉)
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:

1.一种连续立体空间下的传感器节点覆盖部署方法,其特征在于,包括:S1:获取传感器的感知半径和通信半径,设置监测空间的空间大小和离散化尺寸,通过所述离散化尺寸将所述监测空间离散化,获得离散监测空间,所述离散监测空间包括n个离散化单元;

S2:提取所述离散监测空间的传感器节点部署的候选点,获取所述传感器节点部署的候选点与所述离散监测空间的覆盖关系;

S3:通过所述感知半径和所述通信半径构建传感器节点部署模型,将所述覆盖关系带入所述传感器节点部署模型,计算获得传感器节点的具体部署位置。

2.根据权利要求1所述的连续立体空间下的传感器节点覆盖部署方法,其特征在于,步骤S1具体为:

S11:根据监测任务需求,设置所述监测空间的空间大小,包括所述监测空间的长度、宽度和高度;

S12:设置所述监测空间的离散化尺寸,通过所述离散化尺寸将所述监测空间划分为n个所述离散化单元,获得所述离散监测空间;所述离散化尺寸需要保证所述感知半径能覆盖整个所述离散化单元。

3.根据权利要求1所述的连续立体空间下的传感器节点覆盖部署方法,其特征在于,步骤S2具体为:

S21:将每个所述离散化单元作为一个需求对象,提取各所述需求对象的8个顶点作为参考点;

S22:设置节点覆盖半径,以每个所述需求对象的8个所述参考点为球心,以所述节点覆盖半径为半径画出8个空间球体,8个所述空间球体的重叠部分为对应的所述需求对象的覆盖空间;

S23:将各所述需求对象的覆盖空间进行相交,获得等效覆盖空间,提取各所述等效覆盖空间的中心点作为所述传感器节点部署的候选点;

S24:获取所述覆盖关系,所述覆盖关系为一个二维数组,所述覆盖关系的行表示各所述传感器节点部署的候选点的序号,所述覆盖关系的列表示各所述离散化单元的序号;若所述离散化单元被所述传感器节点部署的候选点对应的等效覆盖空间覆盖,则所述离散化单元的覆盖关系标记为1,否则所述离散化单元的覆盖关系标记为0。

4.根据权利要求1所述的连续立体空间下的传感器节点覆盖部署方法,其特征在于,步骤S3具体为:

S31:构建所述传感器节点部署模型,表现为如下形式:满足: xj={0,1}, yi={0,

1},

其中,z表示目标函数;I表示需求对象集合;i表示需求对象的序号;J表示传感器节点部署的候选点集合;j表示传感器节点部署的候选点的序号;Dj表示在传感器节点部署的候选点j在通信半径内的集合;Ni表示可以覆盖需求对象i在感知半径内的传感器节点部署的候选点集合;Wi表示对象i的需求度;p表示要部署的传感器节点数量;yi对象i是否被覆盖,取值范围为0或1;xj侯选位置j是否部署传感器节点,取值范围为0或1;

S32:通过计算从所述传感器节点部署的候选点中选出p个候选点作为传感器部署节点,获取各所述传感器部署节点在所述监测空间中的位置,获得所述传感器节点的具体部署位置。

5.一种连续立体空间下的传感器节点覆盖部署系统,其特征在于,包括:离散监测空间构建模块,用于获取传感器的感知半径和通信半径,设置监测空间的空间大小和离散化尺寸,通过所述离散化尺寸将所述监测空间离散化,获得离散监测空间,所述离散监测空间包括n个离散化单元;

部署候选点获取模块,用于提取所述离散监测空间的传感器节点部署的候选点,获取所述传感器节点部署的候选点与所述离散监测空间的覆盖关系;

部署位置获取模块,用于通过所述感知半径和所述通信半径构建传感器节点部署模型,将所述覆盖关系带入所述传感器节点部署模型,计算获得传感器节点的具体部署位置。