基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法技术

本发明专利技术提供了一种基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法，将当前节点RN的1跳邻居节点和2跳邻居节点按绝对角大小排序，选出合适的A、B、C点，通过判断SΔABC、SΔRNAB、SΔRNBC和SΔRNAC的关系来确定RN是否为边缘节点。本发明专利技术实现了基于节点地理位置信息和基于节点距离信息的无线传感器网络的网络边缘和覆盖空洞的边缘节点识别，以一种自适应可变换的方式扩展了无线传感器网络边界节点识别，算法复杂度低，节省了运行时间，仅需2跳邻居节点信息技能完成对边缘节点的精确识别，识别精度达到90％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法，属于无线传感器网络

技术介绍
在微电子机械系统和无线通信技术的驱动下，现代无线传感器节点具有制造成本低、使用功耗低、体积小和进行短距离通信的特点，其能够感知多种物理环境，在军事和民用领域具有极大的潜在应用价值。无线传感器网络是由数量众多的传感器节点组成的能进行多跳通信的自组织型网络，通常采用机载抛洒的方式部署于危险或无人坚守的区域执行监测任务。衡量无线传感器网络服务质量的一个重要因素是网络覆盖，然而由于无线传感器网络部署方式的限制，节点抛洒不均匀所形成的覆盖空洞成为制约其服务质量的一个重要因素，而且无人值守的工作方式是传感器节点非常容易遭受外力破坏和节点能源耗竭而失效从而产生更多更大的覆盖空洞。覆盖空洞的产生不仅制约了无线传感器网络的服务质量导致监测失败，监测数据无法传送或传送错误。因而覆盖空洞是无线传感器网络研究和应用中不可回避的问题。针对覆盖空洞问题，现有的研究中提出一些相应的解决方案，现有的边缘节点识别方法分为三类：基于节点地理位置信息、基于统计方法和基于拓扑的方法。然而目前的方案中存在对网络节点度要求高，能耗高和识别精度低的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法，实现了基于节点地理位置信息和基于基于节点距离信息的无线传感器网络的网络边缘和覆盖空洞的边缘节点识别，以一种自适应可变换的方式扩展了无线传感器网络边界节点识别，算法复杂度低，节省了运行时间，仅需2跳节点信息技能完成对边缘节点的精确识别，识别精度达到90％以上。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于三角形判别的无线传感器网络边缘节点识别方法，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，设当前传感器节点为SRN，其邻居集合表示为N1,2(SRN)；(2)搜索当前节点SRN的N1,2(SRN)中的邻居节点，确定N1,2(SRN)中的邻居节点在以当前节点为圆心的相对坐标中的绝对角；对于N1,2(SRN)中的邻居节点si，用∠abs(si)表示其绝对角；(3)对N1,2(SRN)中的邻居节点按照绝对角升序方式排序，将∠abs(si)≤90°的邻居节点置于集合Q1，90°＜∠abs(si)≤180°的邻居节点置于集合Q2，180°＜∠abs(si)≤270°的邻居节点置于集合Q3，其他邻居节点置于集合Q4；(4)分别求出集合Q1、Q2、Q3和Q4中所含元素的个数L(Q1)、L(Q2)、L(Q3)和L(Q4)；(5)比较Q1∪Q2和Q3∪Q4元素个数的多少，在Q1∪Q2和Q3∪Q4这两个并集中含元素较少的并集里选择一个最接近90°或最接近270°的邻居节点作为A点；(5a)如果A点在Q1∪Q2中，则比较Q3和Q4元素个数的多少，在Q3和Q4这两个集合中以最接近225°或最接近315°的邻居节点作为B点；将N1,2(SRN)\\{A,B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三角形判别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，设当前传感器节点为SRN，其1跳邻居节点和2跳邻居节点的集合表示为N1,2(SRN)；(2)搜索当前节点SRN的N1,2(SRN)中的邻居节点，确定N1,2(SRN)中的邻居节点在以当前节点为圆心的相对坐标中的绝对角；对于N1,2(SRN)中的邻居节点si，用∠abs(si)表示其绝对角；(3)对N1,2(SRN)中的邻居节点按照绝对角升序方式排序，将∠abs(si)≤90°的邻居节点置于集合Q1，90°＜∠abs(si)≤180°的邻居节点置于集合Q2，180°＜∠abs(si)≤270°的邻居节点置于集合Q3，其他邻居节点置于集合Q4；(4)分别求出集合Q1、Q2、Q3和Q4中所含元素的个数L(Q1)、L(Q2)、L(Q3)和L(Q4)；(5)比较Q1∪Q2和Q3∪Q4元素个数的多少，在Q1∪Q2和Q3∪Q4这两个并集中含元素较少的并集里选择一个最接近90°或最接近270°的邻居节点作为A点；(5a)如果A点在Q1∪Q2中，则比较Q3和Q4元素个数的多少，在Q3和Q4这两个集合中以最接近225°或最接近315°的邻居节点作为B点；将N1,2(SRN)\{A,B}作为C点的候选集合并依次选中其中一点作为C点，分别计算三角形ΔABC、ΔRNAB、ΔRNBC和ΔRNAC的面积SΔABC、SΔRNAB、SΔRNBC和SΔRNAC，若C点的候选集合中只要有一个点满足SΔABC＝SΔRNAB+SΔRNBC+SΔRNAC，则当前节点为内部节点；否则若C点候选集合中所有的点满足SΔABC≠SΔRNAB+SΔRNBC+SΔRNAC，则当前节点为边缘节点；(5b)如果A点在Q3∪Q4中，则比较Q1和Q2元素个数的多少，在Q1和Q2这两个集合中以最接近45°或最接近135°的邻居节点作为B点；将N1,2(SRN)\{A,B}作为C点的候选集合并依次选中其中一点作为C点，分别计算三角形ΔABC、ΔRNAB、ΔRNBC和ΔRNAC的面积SΔABC、SΔRNAB、SΔRNBC和SΔRNAC，若C点的候选集合中只要有一个点满足SΔABC＝SΔRNAB+SΔRNBC+SΔRNAC，则当前节点为内部节点；否则若C点候选集合中所有的点满足SΔABC≠SΔRNAB+SΔRNBC+SΔRNAC，则当前节点为边缘节点；(6)重复步骤(2)至步骤(5)直到无线传感器网络中每个节点判断完毕。...

【技术特征摘要】
1.一种基于三角形判别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，设当前传感器节点
为SRN，其1跳邻居节点和2跳邻居节点的集合表示为N1,2(SRN)；
(2)搜索当前节点SRN的N1,2(SRN)中的邻居节点，确定N1,2(SRN)中的邻居节点在以当前节
点为圆心的相对坐标中的绝对角；对于N1,2(SRN)中的邻居节点si，用∠abs(si)表示其绝对
角；
(3)对N1,2(SRN)中的邻居节点按照绝对角升序方式排序，将∠abs(si)≤90°的邻居节点
置于集合Q1，90°＜...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文怡，赵利辉，王红亮，张斌，董和磊，苏淑靖，魏月娟，熊继军，谭秋林，沈三民，崔永俊，刘俊，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14