一种基于回收替换的覆盖空洞消除方法
【专利摘要】一种基于回收替换的覆盖空洞消除方法包括以下步骤：在N个节点随机部署后，采用网格法计算覆盖度，能量覆盖密度，空洞数和冗余节点数；计算移动机器人携带的节点数；根据距离空洞最近的冗余节点修补空洞的原则，移动机器人回收替换路径计算；移动机器人回收替换节点，移动节点回到能量站后立给回收的节点充电，给移动节点充电；回到步骤2，再次触发节点的回收替换。
【专利说明】一种基于回收替换的覆盖空洞消除方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线传感器网络基于回收替换的覆盖空洞消除方法【背景技术】
[0002]在静态节点组成的传感器网络里，节点随机部署后，有覆盖空洞，冗余节点。找到冗余节点。冗余节点造成网络能量的浪费，空洞造成覆盖率，事件探测率的降低。另一方面，节点能量是有限的，事件频发的区域的节点能量会很快耗尽，产生覆盖空洞，而这个区域又是需要重点监控的区域，由于敌人攻击而损坏的节点也会产生新的空洞。这些都会导致传感器网络的性能下降。如何解决覆盖空洞，增强覆盖是近年的研究热点之一。解决此类问题的方法主要是冗余节点的重新部署和增量部署。
[0003]Wang等人在所有节点都是可以移动的基础上提出了一种级联式通过平衡能耗和节点反应时间的方法来移动冗余节点去填补空洞区域。这些算法都是冗余节点的再部署，没有考虑需要新节点修补空洞的情况。而且节点的重新部署要求所有或大部分传感器节点具有移动性[6]，移动节点造价比较高，会造成成本的大量增加。Yongguo Mei等人提出了在一个大规模的静态传感器网络使用小数量的移动机器人来取代失效的传感器。他们分别采用集中式和分布式算法协调机器人运动，使移动机器人运动过程中能量消耗以及前期的消息最少。主要考察了失效节点的修补问题，没有综合考虑整个网络的不同节点状态。增量部署就是重新部署新的节点，由于节点硬件的不可再生，开销也比较大；二是硬件和废弃电池容易造成环境污染。针对此现状，本发明提出基于节点回收替换的空洞修复算法，以一个移动机器人回收冗余节点，对覆盖空洞区域增量部署新节点。对一系列冗余节点(二类节点)和覆盖空洞点，能量耗尽节点，组织适当的行车线路，使移动修理节点有序地通过它们，在满足一定的约束条件(货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量限制、行驶里程限制、时间限制等)下，达到一定问题的目标(如路程最短、费用最少、时间尽量少等)。这既保证网络覆盖性能，又回收了冗余节点。
【发明内容】
[0004]为了克服已有的覆盖空洞修补方法的不足，本发明提供一种无线传感器网络覆盖空洞消除实现方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]I基于网格的覆盖空洞检测算法
[0007]在N个节点随机部署后，采用Ieach协议分簇，采用网格法计算覆盖度Ctl,覆盖空洞数H和冗余节点数R (网络中只有这二类节点)。sink节点收集这些信息后，通知移动节点。这时能量充电站，sink节点，移动机器人处于同一个位置。基于网格的覆盖空洞检测算法具体操作步骤如下:
[0008]基于网格的覆盖空洞检测算法具体操作步骤如下:
[0009](I)将感知区间用边长为I的网格划分出来，确定网格的中心点。计算每个网格中心点与各个节点的距离，从而判断该网格是否被覆盖。将未被覆盖的网格位置记录下来。被第k个节点覆盖的网格标记定义一个矩阵，其元素《%表示网格点，由公式I来判定网格
/;是否属于节点k的感应区域。
[0010]
【权利要求】
1.一种基于回收替换的覆盖空洞消除方法，所述的方法包括以下步骤: 步骤1，基于网格的覆盖空洞检测算法 在N个节点随机部署后，采用Ieach协议分簇，采用网格法计算覆盖度Ctl，覆盖空洞数H和冗余节点数R (网络中只有这二类节点)；sink节点收集这些信息后，通知移动节点；这时能量充电站，sink节点，移动机器人处于同一个位置；基于网格的覆盖空洞检测算法具体操作步骤如下: 基于网格的覆盖空洞检测算法具体操作步骤如下: (1.1)将感知区间用边长为I的网格划分出来，确定网格的中心点；计算每个网格中心点与各个节点的距离，从而判断该网格是否被覆盖；将未被覆盖的网格位置记录下来；被第k个节点覆盖的网格标记定义一个矩阵，其元素表示网格点，由公式I来判定网格刀是否属于节点k的感应区域。；
【文档编号】H04W16/18GK103716806SQ201310581075
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】范兴刚, 林星星, 张兆娟, 王恒 申请人:浙江工业大学