专利名称：一种无线传感器网络的部署方法
技术领域：
本发明涉及无线传感器网络技术领域，具体涉及一种无线传感器网络的部署方 法。
背景技术：
无线传感器网络集成传感器技术、微电子技术和无线通信技术，是一种新兴的信 息获取和处理技术。其中，节点的部署是无线传感器网络技术所要解决的首要问题，在保证 整个网络覆盖且连通的情况下，希望节点数量尽可能少，以优化节点的部署。规格化的部署 方式是一种重要的节点部署方式，规格化部署是指以等边的几何图形为单元的网状部署方 式。目前，对规格化部署方式的研究较少，还没有针对规格化部署提出优化的技术方案。
发明内容
本发明实施例提供一种无线传感器网络的部署方法，从而实现规格化的无线传感 器网络的最优化部署。一种无线传感器网络的部署方法，预先配置多个规格化部署方式，该方法包括获得传感器节点的通信半径和感知半径，所述无线传感器网络中各个传感器节点 的通信半径相同，各个传感器节点的感知半径相同；得到所述通信半径与感知半径的比值；查找预先设置的最优化部署方式对应关系，确定所述通信半径与感知半径的比值 对应的最优的规格化部署方式；按照确定的最优的规格化部署方式部署传感器节点。本发明实施例提供的方法，由于本发明通过预先配置的r。/rs与不同规格化最优 部署方式的对应关系，在获知通信半径与感知半径后，即可通过查找对应关系迅速确定最 优的规格化部署方式，从而降低无线传感器网络的组网成本。
图1为本发明实施例提供的正六边形规格化部署方式示意图；图2为本发明实施例提供的非正等边六边形规格化部署方式示意图；图3为本发明实施例提供的正方形规格化部署方式示意图；图4为本发明实施例提供的菱形规格化部署方式示意图；图5为本发明实施例提供的正三角形规格化部署方式示意图；图6为本发明实施例提供的方法流程图。
具体实施例方式在无线传感器网络中，每个传感器节点均具备感知能力和通信能力。其中，用感知 半径表示传感器节点的感知能力，如果无线传感器网络的给定区域在各个传感器节点的感知覆盖范围内，则该无线传感器网络的节点部署满足覆盖性要求；传感器节点在其通信能 力覆盖范围内能够与其他节点进行数据通信，在本发明实施例中，用通信半径表示传感器 节点的通信能力，如果无线传感器网络中的每个传感器节点均能与至少一个其他传感器节 点进行通信，则该无线传感器网络的节点部署满足连通性要求。为了降低无线传感器网络 的组网成本、降低通信能耗，在保证整个网络覆盖和连通的情况下，应该使节点数量最少。 因此，最优化部署方式是保证网络覆盖及连通时，节点数量最少的部署方式。本发明针对规格化的传感器节点部署提出一种最优部署的方法。其中，规格化部 署是指，以等边的几何图形为单元对传感器节点进行网状部署，每个传感器节点的感知半 径相同(感知半径可用rs表示)，且每个传感器节点的通信半径相同(通信半径可用表 示)。在本发明实施例中，定义了规格化部署的无线传感器网络中，传感器节点所占的平均面积(这里记作λ)。网络中的每个传感器节点的λ相同，各个传感器节点的λ之间相邻§但不相互重叠，因此，·Νη其中，$表示规格化部署的单元几何图形的面积，Np表示PO单元几何图形上分布的传感器节点数，Nn表示共享一个传感器节点的单元几何图形数。当 整个网络需要覆盖和连通的区域不变时，每个传感器节点所占的平均面积越大，则所需的 传感器节点越少。作为举例而非限定，本发明实施例涉及到的规格化部署方式包括正六边形规格 化部署方式、非正等边六边形规格化部署方式、正方形规格化部署方式、菱形规格化部署方 式，以及正三角形规格化部署方式等等。(一)正六边形规格化部署方式的结构如图1所示，其中，网络中的传感器节点呈 正六边形网状部署，即单元几何图形为正六边形。设正方形的边长为Lh(即传感器节点之间的物理距离)，则正方形部署方式中，传感器节点所占的平均面积
权利要求
1.一种无线传感器网络的部署方法，预先配置多个规格化部署方式，其特征在于，包括获得传感器节点的通信半径和感知半径，所述无线传感器网络中各个传感器节点的通 信半径相同，各个传感器节点的感知半径相同； 得到所述通信半径与感知半径的比值；查找预先设置的最优化部署方式对应关系，确定所述通信半径与感知半径的比值对应 的最优的规格化部署方式；按照确定的最优的规格化部署方式部署传感器节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先配置的规格化部署方式包括正六边 形规格化部署方式、非正等边六边形规格化部署方式、正方形规格化部署方式、菱形规格化 部署方式，和正三角形规格化部署方式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最优化部署方式对应关系包括当0 < rc/rs ^ 1时，最优的规格化部署方式是正六边形规格化部署方式；当、；,\ ·.了时，最优的规格化部署方式是非正等边六边形规格化部署方式； 当二=、时,最优的规格化部署方式是正方形规格化部署方式； 当.Γ ι. ·. J时，最优的规格化部署方式是菱形部署方式； 当 -,时,最优的规格化部署方式是正三角形规格化部署方式。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照确定的最优的规格化部署方式 部署传感器节点包括当确定的最优的规格化部署方式是正六边形规格化部署方式时，将相邻传感器节点之 间的距离部署为所述通信半径rc和所述感知半径rs之间的最小值；当确定的最优的规格化部署方式是非正等边六边形规格化部署方式时，将相邻传感器节点之间的距离部署为所述通信半径rc，和所述感知半径倍之间的最小值，所述 θ = Ji -2arcsin (rc/2rs)；当确定的最优的规格化部署方式是正方形规格化部署方式时，将相邻传感器节点之间 的距离部署为所述通信半径r。，和所述感知半径^的倍之间的最小值；当确定的最优的规格化部署方式是菱形规格化部署方式时，将相邻传感器节点之间的距离部署为所述通信半径rc，和所述感知半径倍之间的最小值，所述φ =Ji -2arcsin (rc/2rs)；当确定的规格化部署方式是正三角形规格化部署方式时，将相邻传感器节点之间的距 离部署为所述通信半径r。，和所述感知半径^的力倍之间的最小值。
5.根据权利要求1 4任意一项所述的方法，其特征在于，所述获得传感器节点的通信 半径和感知半径包括控制节点通过人机交互的方式获得传感器节点的通信半径和感知半径； 或者，控制节点通过无线通信方式获得传感器节点上报的通信半径和感知半径。
全文摘要
一种无线传感器网络的部署方法，包括获得传感器节点的通信半径和感知半径，所述无线传感器网络中各个传感器节点的通信半径相同，各个传感器节点的感知半径相同；得到所述通信半径与感知半径的比值；查找预先设置的最优化部署方式对应关系，确定所述通信半径与感知半径的比值对应的规格化部署方式；按照确定的规格化部署方式部署传感器节点。本发明通过预先配置的rC/rS与不同规格化最优部署方式的对应关系，在获知通信半径与感知半径后，即可通过查找对应关系迅速确定最优的规格化部署方式，从而降低无线传感器网络的组网成本。
文档编号H04W16/18GK102065447SQ20101061529
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者周峰, 张军国, 李文彬, 郑福 申请人:北京林业大学