【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信
,具体涉及一种无线传感器网络模型的设计。
技术介绍
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是由部署在一定区域内大量 的微型传感器节点组成的,节点通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络系统。其目 的是协作的感知、采集和处理网络覆盖区域内被监测对象发送给观察者。由于其具有低功 耗、低成本、自组织的能力,被广泛的应用在环境监测、生物医疗、抢险救灾、防恐反恐、危险 区域远程控制等领域。 在实际的应用中,传感节点通常部署在环境恶劣或人迹罕至的地区,人为维护的 间隔周期较长,这使得频繁更换传感节点的电池变得不切实际。为保证信息传输的可靠性, 现有的做法通常是在部署传感节点时采取冗余配置方式。因此,如何在保证传输可靠性的 同时使传感节点能轮流进入休眠状态、降低其能量消耗、从而延长整个网络生存时间是国 内外对无线传感网节能研究的重点。 元胞自动机(Cellular Automata,CA)是定义在一个具有离散、有限状态的由元胞 组成的空间上,按照一定局部规则在离散时间维上同步演化的动力学系统。元胞在微观层 面通过简单规则进行交互,表现出宏观上的一种突现行为。作为集数学、物理学、生物学和 系统科学等多学科交叉的边缘领域,元胞自动机模型最初主要用于生物、交通和地理信息 系统等方面的动力学研究。近年来,元胞自动机模型也被应用到网络行为的研究,并且因其 结构简单,容易在计算机上实现,能够以简单的规则揭示复杂的全局特性,已成为研究自组 织系统时空演化规律的重要工具。 ...
【技术保护点】
一种基于非易失性二维元胞自动机的无线传感器网络建模方法,包括步骤:步骤1.构建面向无线传感器网络的二维元胞自动机模型:所述二维元胞自动机是一个离散的动力学系统,由l×r个独立元胞对象排列在二维空间,其中,l和r分别表示二维网格中网格单元的行数和列数,元胞自动机A由四元组A={Cd,Q,N,f}表示,其中,Cd表示元胞空间,d表示元胞空间的维数,Q为元胞的有限离散状态集,N表示包括中心元胞在内的所有邻域内元胞的组合,f表示状态转换规则函数,每一个元胞被赋予一个状态,所述状态取自有限状态集Q,元胞在时刻t的状态依赖于邻域元胞组合N在t‑1时刻的状态,按照转换规则函数f进行转换;步骤2.定义元胞空间模型要素:在无线传感网络通信模型中,N个静态独立的传感节点以随机的方式布撒在一个包含L×L个格子单元的规则的二维网格中,该网格即代表一个二维元胞空间,假设一个网格单元至多包含一个传感节点;平面无线传感网即构成元胞空间,一个传感节点就是元胞空间中的一个元胞,任何节点在空间中的位置可以用该二维网格中的水平坐标i和垂直坐标j唯一标识,记Ci,j表示处于(i,j)坐标的节点或元胞,元胞空间记为:C={(i ...
【技术特征摘要】
2014.05.30 CN 201410239834.81. 一种基于非易失性二维元胞自动机的无线传感器网络建模方法,包括步骤: 步骤1.构建面向无线传感器网络的二维元胞自动机模型: 所述二维元胞自动机是一个离散的动力学系统,由IXr个独立元胞对象排列在二维 空间,其中,1和r分别表示二维网格中网格单元的行数和列数,元胞自动机A由四元组A= {Cd,Q,N,f}表示,其中,Cd表示元胞空间,d表示元胞空间的维数,Q为元胞的有限离散状态 集,N表示包括中心元胞在内的所有邻域内元胞的组合,f表示状态转换规则函数,每一个 元胞被赋予一个状态,所述状态取自有限状态集Q,元胞在时刻t的状态依赖于邻域元胞组 合N在t-1时刻的状态,按照转换规则函数f?进行转换; 步骤2.定义元胞空间模型要素: 在无线传感网络通信模型中,N个静态独立的传感节点以随机的方式布撒在一个包 含LXL个格子单元的规则的二维网格中,该网格即代表一个二维元胞空间,假设一个网 格单元至多包含一个传感节点;平面无线传感网即构成元胞空间,一个传感节点就是元 胞空间中的一个元胞,任何节点在空间中的位置可以用该二维网格中的水平坐标i和 垂直坐标j唯一标识,记Ci^表示处于(i,j)坐标的节点或元胞,元胞空间记为:每个节点存在最大通信距离R。,二维元胞模型中的邻居定义由该最大通信距 离R。决定,定义节点邻域为Moore型结构,节点Ci;j的通信邻居集合\j定义为:传感器节点采用S-MC协议,节点周期地按照状态转换规则选择活跃或休眠状态。休 眠状态时,节点进入休眠状态以节省能量;活跃状态时,节点检测周围环境并进行相应处 理。所以本发明定义包含N个元胞状态的集合Q={QuG{〇,1}I(i,j)GC},其中Qu表 示节点Ci;j的状态,0和1分别表示该节点处于休眠或活跃状态; 状态转换函数:设t时刻元胞Cu的状态为0?,其邻居状态之和#^定义为:'对于任意元胞Cu: (i,j)GC,局部状态转换规则f:,即t+1 时刻的节点状态是由t时刻该节点邻域状态按照...
【专利技术属性】
技术研发人员:于秦,姜微,冷甦鹏,毛玉明,罗俊海,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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