【技术实现步骤摘要】
一种基于蜂窝网格静态簇头部署的数据采集方法
本专利技术涉及数据采集
,具体是指一种基于蜂窝网格静态簇头部署的数据采集方法。
技术介绍
综合性智能医疗场景是对于智能家居的一种延展模式,其空间更大,障碍物更少,数据来源的主体为佩戴实时监测设备的病患。在此种场景下,被监测病患可被视作智能化移动节点,这些节点在收集病患数据(生理、姿态)的同时还具有汇聚、转发和管理的功能,在节点间建立的有效数据传输路径会将网络中所有节点的感知信息送入数据中心,中心管理者会依据所采集数据执行相应的措施。相对于原始静态节点居多的智能家居模型,智能医疗场景中的数据采集对象多具有移动不确定性,为全移动传感器网络模型。为了建立稳定的数据链路,移动节点需要实时响应自身及其周围节点的变化,通过频繁交互控制信息,更新路由以建立有效网络拓扑,这无疑进一步加剧了网络能耗。针对于该网络场景下的数据采集协议,趋向于被动随节点的变化而变化的被动模式,且致力于在具有不确定性的移动节点中寻找惰性节点作为簇头,无法从真正意义上缓解节点动态性对于协议执行效果的影响。数据传输任务的转移虽在一定程度上优化了网络性能,却为网络埋下了更深的安全隐患。所应用的医疗场景中,被监测病患所携带设备所收集的生理、姿态以及身份信息涉及个人隐私及生命安全,信息价值及敏感性高,易受到不法分子觊觎,而具有开放性的无线网络环境无疑为其提供了有利的攻击条件。在移动节点本身的安全问题无法保证的状况下,又引入一批外来节点传输重要信息,网络的安全问题升级。因此,为了提高智能医疗场景下数据采集的稳定性、有效性以及安全性,在数据采集的过程中引入可覆 ...
【技术保护点】
1.一种基于蜂窝网格静态簇头部署的数据采集方法,其特征在于,包括如下步骤:S100:网络模型构建:采用蜂窝式网格对网络监测域进行划分,在划分区域中心部署高效能静态簇头节点,实现网络全覆盖并设置异构网络相关参数;S200:安全层次信任管理:在基于步骤S100中的网络环境下,簇头节点利用基于阈值的移动节点信任传递模型对普通移动节点实施单向监测,同时对其邻居簇头进行基于非融合Beta信任机制下的实时监测;S300:建立基于信任和能量感知的骨干网络路由,并将移动节点数据经单跳或多跳传输至sink节点;S400:在稳定阶段设置动静TDMA时隙执行步骤S200和步骤S300。
【技术特征摘要】
1.一种基于蜂窝网格静态簇头部署的数据采集方法,其特征在于,包括如下步骤:S100:网络模型构建:采用蜂窝式网格对网络监测域进行划分,在划分区域中心部署高效能静态簇头节点,实现网络全覆盖并设置异构网络相关参数;S200:安全层次信任管理:在基于步骤S100中的网络环境下,簇头节点利用基于阈值的移动节点信任传递模型对普通移动节点实施单向监测,同时对其邻居簇头进行基于非融合Beta信任机制下的实时监测;S300:建立基于信任和能量感知的骨干网络路由,并将移动节点数据经单跳或多跳传输至sink节点;S400:在稳定阶段设置动静TDMA时隙执行步骤S200和步骤S300。2.根据权利要求1所述的基于蜂窝网格静态簇头部署的数据采集方法,其特征在于,所述步骤S100中利用蜂窝式网格对网络监测域进行划分,包括如下步骤:依据三圆交于一点重叠区域最小的原理获得最大的覆盖范围,再对两两相交圆域的交点进行连接形成一个个正六边形,各个正六边形网格无缝对接,覆盖整个监测域,其中使得第一片蜂窝网格的一边与监测区域贴合,以该网格为基准,对监测域进行等间隔均匀填补,直至网格铺满整个监测域。3.根据权利要求1所述的基于蜂窝网格静态簇头部署的数据采集方法,其特征在于,所述步骤S100中,设置异构网络相关参数如下:(1)网络由移动节点、高效能簇头节点以及sink节点三种节点组成;(2)所有移动节点都在规定的矩形域内活动,不考虑节点因移动出监测域而导致通信失效的情况;(3)移动节点所配备的监测设备为同构且能源有限,每个移动节点被给予全网唯一的ID标识;(4)采用静态部署的高效能节点担当簇头,其能量、计算存储能力远超于普通移动节点;(5)sink节点为静态的可充电节点,被固定于离监测域较远的地点;(6)除了两两移动节点之间无法通信外,其他类型的节点都可以进行通信;(7)移动节点内部未设置定位模块,节点间依靠RSSI计算距离;(8)每个簇头节点都可调整为混杂监听模式,并对其通信范围内覆盖的节点行为进行监视。4.根据权利要求1所述的基于蜂窝网格静态簇头部署的数据采集方法,其特征在于,所述步骤S200安全层次信任管理方法中基于非融合Beta信任的簇头节点检测机制的信任更新包括如下步骤:S201:簇头SRi作为监测主体,SRj作为被监测客体下的单向监测结果为次成功通信和次失败通信,得到SRi对SRj的直接信任值:S202:采用信息熵赋予邻居节点不同的信任权重,得到推荐信任的整体倾向信任程度,即间接信任IDTij,其计算形式如下:H(DTkj)=-DTkjlog2DTkj-(1-DTkj)log2(1-DTkj)S203:随着下一个监测周期的到来,SRi和SRj之间又会发生s+f次通讯,SRi作为主体的单向监测结果更新方式为:其中ωs和ωf表示不同的遗忘因子,两者分别对应节点的正常和异常通信行为,ωs取值小于ωf的取值,pd为预设的干扰因子,和分别为和的更新值;S204:通过计算直接信任与推荐信任的近似程度se来决定两个不同信任源的可信度,其中近似程度se由欧式距离衡量:se=|DTij-IDTij|如果se较小,节点最终信任值取直接信任值,如果se较大,衡量直接信任的置信度来判断直接信任的可...
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