优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法技术

本发明专利技术公开了一种优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，所述方法是一种分布式方法，包括静态传感节点、移动传感节点和Sink节点分别执行各自不同的工作方法。本发明专利技术解决了异构静态传感节点部署和失效引起的覆盖盲区问题，考虑静态传感节点的感知半径异构，根据周围邻居传感节点信息计算移动传感节点的停留位置。根据静态传感节点上报的位置，建立覆盖调度模型，并采用启发式求解方法求解调度模型，获得移动传感节点的停留位置较优方案。总之，本发明专利技术提高了区域覆盖率和静态传感节点存活个数。不管移动传感节点个数如何变化，在保持相同的区域覆盖率下，本发明专利技术提高了网络生存时间和降低了平均静态传感节点能耗。

Optimization of mobile scheduling for heterogeneous sensor nodes with optimal network lifetime and coverage

The invention discloses a mobile scheduling method for heterogeneous sensor nodes, which optimizes network lifetime and coverage. The method is a distributed method, including static sensing nodes, mobile sensor nodes and Sink nodes performing different work methods respectively. The invention solves the coverage blind area problem caused by the deployment and failure of heterogeneous static sensor nodes, considers the sensing radius heterogeneity of static sensing nodes, and calculates the location of mobile sensor nodes according to the neighboring neighbor sensor nodes information. According to the location reported by static sensor nodes, a coverage scheduling model is established, and a heuristic solution method is applied to solve the scheduling model, and the mobile sensor node's location scheme is obtained. In conclusion, the invention improves the number of regional coverage and the number of static sensor nodes. No matter how the number of mobile sensor nodes changes, this method improves the network lifetime and reduces the energy consumption of the average static sensor nodes while maintaining the same coverage rate.

【技术实现步骤摘要】
优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法
本专利技术涉及移动无线传感网领域，尤其涉及一种优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法。
技术介绍
在无线传感网(wirelesssensornetworks，WSNs)中，节点的能量约束限制了网络覆盖、生存时间等基本功能。网络覆盖能确保从传感节点收集的数据可准确表示整个监控区域。根据感知对象的不同，网络覆盖可分成目标覆盖、栅栏覆盖和区域覆盖。其中，目标覆盖要求传感节点能覆盖到所有目标点。当目标点遍布于监测区域且数量足够多时，目标覆盖问题可转换成区域覆盖问题。栅栏覆盖要求传感节点能完整覆盖一条直线。当直线数量足够多时，栅栏覆盖问题也可转换成区域覆盖。区域覆盖问题是网络覆盖的基本问题之一，可应用到环境监测、智慧工产等多个领域。同时，网络生存时间是指WSNs从整个网络收集数据的有效工作时间。网络生存时间越大，则WSNs的寿命越长，其应用成本越短。因此在环境监测等应用领域，WSNs的设计应保持令人满意的区域覆盖和持续几个月或几年时间收集所需的感测数据(如温度)，并传输给基站。但是目前许多学者侧重于研究同构无线传感网(所有传感节点具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，其特征在于：该方法由静态节点判断其自身弧是否被全覆盖，或判断是否接收到邻居传感节点的能量失效包；根据判断结果计算需移动传感节点停留的期待停留位置；再判断是否需要向移动传感节点发送包含期待停留位置坐标的请求包；移动传感节点根据接收到的请求包建立期待停留位置坐标集合

【技术特征摘要】
1.优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，其特征在于：该方法由静态节点判断其自身弧是否被全覆盖，或判断是否接收到邻居传感节点的能量失效包；根据判断结果计算需移动传感节点停留的期待停留位置；再判断是否需要向移动传感节点发送包含期待停留位置坐标的请求包；移动传感节点根据接收到的请求包建立期待停留位置坐标集合并建立覆盖调度模型；根据所建立的覆盖调度模型在期待停留位置坐标集合中选择目标停留位置；移动传感节点向目标停留位置移动，并向目标停留位置所对应的静态节点发送位置确认包或位置取消包；接收到位置确认包或位置取消包的静态节点广播通知其周围的其他静态节点；若接收到的是位置确认包则表示移动传感节点移动至目标位置停留，若接收到的是位置取消包则静态节点重新执行该方法。2.如权利要求1所述的优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，其特征在于：所述静态节点自身弧是否被全覆盖的具体判断方法如下：SA1：根据静态节点的自身感知半径，在自身感知圆弧上确定间隔相同的N个点的位置坐标；SA2：获知相邻节点的状态信息；SA3：选择与步骤SA1中所述的静态节点的感知半径相交的节点位置坐标；SA4：分别计算N个点与步骤SA3中所选择的节点之间的距离，若对于N个点中任意一个点i，均存在一个经步骤SA3中所选择的节点j，使得点i与节点j之间的距离小于或等于节点j的感知半径，则静态节点自身弧被全覆盖；否则未被全覆盖。3.如权利要求2所述的优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，其特征在于：所述距离通过以下公式求取：chu＝||phu-pav||(1)式(1)中，phu表示N个点中的某一点的位置坐标，pav表示与步骤SA1中所述的静态节点的感知半径相交的某一节点的位置坐标；||||表示两位置坐标之间的距离。4.如权利要求1或2或3所述的优化网络生存时间和覆盖的异构传感节点移动调度方法，其特征在于：所述期待停留位置坐标集合中期待停留位置坐标元素计算的具体步骤如下：SB1：选择静态节点自身感应弧上未被覆盖的弧，获取其两端顶点的位置坐标，分别定义为A(xA,yA)和B(xB,yB)；SB2：通过式(2)～(3)或者式(4)～(5)，计算坐标(xc1，yc1)﹑(xc2﹑yc2)；或者1

【专利技术属性】
技术研发人员：陈友荣，刘半藤，杨海波，任条娟，祝云凯，
申请(专利权)人：浙江树人学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33