表示SRN的1跳 邻居节点集，N2 (SRN)表示SRN的2跳邻居节点集，Ni(Su)表示Su的1跳邻居节点集，由1跳 邻居表获得。
[0040] (2)将无线传感器网络中的一个节点作为当前节点，搜索当前节点的所有2跳邻 居节点，
[0041] (2a)判断当前节点的所有2跳邻居节点能否形成一个闭合环；如果能，则进入步 骤⑶；否则进入步骤（2b);
[0042] (2b)判断当前节点的2跳邻居节点和1跳邻居节点能否构成闭合环，如果能，进入 步骤（5);否则当前节点是边界节点，进入步骤（9);
[0043] (3)随机选择当前节点的1个2跳邻居作为控制节点，以控制节点为根节点针对当 前节点的2跳邻居节点生成最短路径树T;
[0044] 参照图1，选取节点15作为当前节点，其所有2跳邻居节点能够形成一个闭合环， 将节点32作为控制节点，以其根节点构建最短路径树T，其深度显然大于3,以控制节点32 为起始点，利用DFS和最短路径思想或者贪婪算法构建所有2hop节点的闭合环，即图2中 虚线示意的环路，32 - 34 - 35 - 38 - 39 - 40 - 41 - 42 - 18 - 2 - 9 - 12 - 13 - 32。
[0045](4)如果最短路径树T的深度小于3,则当前节点为边缘节点，进入步骤（9);否则 进入步骤（5)开始压缩闭合环；
[0046] 参照图2,最短路径树T的深度显然大于3,进入步骤（5)。
[0047] (5)选择闭合环中的2跳邻居节点，判断该2跳邻居节点是否满足以下条件：该2 跳邻居节点同时为当前节点的2个以上1跳邻居节点的1跳邻居节点，并且所述2个以上 1跳邻居节点中至少2个节点互为1跳邻居节点；
[0048] 参照图2,节点35是当前节点15的1跳邻居节点33和37的共同1跳邻居节点， 并且33和37互为1跳邻居节点，所以节点35满足本步骤所述条件。
[0049] (6)若该2跳邻居节点满足步骤（5)所述条件，则将步骤（5)所述的当前节点的2 个以上1跳邻居节点插入闭合环，将满足步骤（5)所述条件的2跳邻居节点及其连接的边 从闭合环中删除；所述满足步骤（5)所述条件的2跳邻居节点为粘连节点；若该2跳邻居节 点不满足步骤（5)所述条件，则进入步骤（8);
[0050] 参照图3,删除当前节点的2跳邻居节点35及其两条边，删除的边用实线表示，新 插入的边用虚线表示。
[0051] (7)重复步骤（5)至步骤（6)直到闭合环的每个2跳邻居节点执行完毕；
[0052] 参照图4,重复上述过程，如图4所示，压缩后的环绕当前节点闭合环为：32 -34 - 33 - 37 - 36 - 16 - 17 - 11 - 10 - 14 - 32。
[0053] (8)如果压缩后的闭合环仅包含当前节点的1跳邻居节点，则当前节点为内部节 点；如果闭合环包含当前节点的2跳邻居节点，则当前节点为边缘节点；
[0054] 由于图4中当前节点15的闭合环还包括2跳邻居节点32,所以节点15为边缘节 点。
[0055] (9)重复步骤⑵至步骤（8)，直到无线传感器网络中的每个节点判断完毕；
[0056] 如图4所示，还可以找到另一个覆盖空洞：1- 2 - 3 - 4 - 5 - 6- 1。
【主权项】
1. 一种不依赖位置信息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； (2) 将无线传感器网络中的一个节点作为当前节点，搜索当前节点的所有2跳邻居节 点， (2a)判断当前节点的所有2跳邻居节点能否形成一个闭合环；如果能，则进入步骤 ⑶；否则进入步骤（2b); (2b)判断当前节点的2跳邻居节点和1跳邻居节点能否构成闭合环，如果能，进入步骤 (5);否则当前节点是边界节点，进入步骤（9); (3) 随机选择当前节点的1个2跳邻居作为控制节点，以控制节点为根节点针对当前节 点的2跳邻居节点生成最短路径树T ; (4) 如果最短路径树T的深度小于3,则当前节点为边缘节点，进入步骤（9);否则进入 步骤（5)开始压缩闭合环； (5) 选择闭合环中的2跳邻居节点，判断该2跳邻居节点是否满足以下条件：该2跳邻 居节点同时为当前节点的2个以上1跳邻居节点的1跳邻居节点，并且所述2个以上1跳 邻居节点中至少2个节点互为1跳邻居节点； (6) 若该2跳邻居节点满足步骤（5)所述条件，则将步骤（5)所述的当前节点的2个以 上1跳邻居节点插入闭合环，将满足步骤（5)所述条件的2跳邻居节点及其连接的边从闭 合环中删除；所述满足步骤（5)所述条件的2跳邻居节点为粘连节点； (7) 重复步骤（5)至步骤（6)直到闭合环的每个2跳邻居节点执行完毕； (8) 如果压缩后的闭合环仅包含当前节点的1跳邻居节点，则当前节点为内部节点；如 果闭合环包含当前节点的2跳邻居节点，则当前节点为边缘节点； (9) 重复步骤（2)至步骤（8)，直到无线传感器网络中的每个节点判断完毕。2. 根据权利要求1所述的不依赖位置信息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，通过以下过程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所述的不依赖位置信息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，广播节点利用该节点的1跳邻居表通过以下公式计算其2跳邻居节 占.其中，Srn表示广播节点，S u表示S RN的1跳邻居邻居节点，N i (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，N i (Su)表示Su的1跳邻居节点集，由1跳邻居 表获得。
【专利摘要】本发明提供了一种不依赖位置信息的无线传感器网络边缘节点识别方法，首先确定当前节点1跳邻居节点和2跳邻居节点，确定当前节点的2跳邻居，1跳和2跳邻居的合集是否能组成闭合环，确定闭合环中控制节点的最短路径树T，若T深度小于3则当前节点为边缘节点，否则压缩闭合环，若压缩后的闭合环包含当前节点的2跳邻居节点，则当前节点判断为边缘节点。本发明利用节点连接信息和节点环绕包围的思想能够精确识别无线传感器网络中的边界节点，实现了在无节点坐标位置信息的情况下基于节点之间的连接信息识别无线传感器网络的网络边缘和覆盖空洞的边缘节点，解决了传统识别算法需要节点位置信息的缺陷，识别精度达到90％以上。
【IPC分类】H04W84/18, H04W40/24
【公开号】CN105357732
【申请号】CN201510915450
【发明人】刘文怡, 赵利辉, 王红亮, 董和磊, 苏淑靖, 何志英, 谭秋林, 沈三民, 张斌, 熊继军, 崔永俊, 刘俊
【申请人】中北大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月10日...