基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法，所述方法包括：根据划分准则将整个圆形监测区域划分为若干等宽相邻圆环，从外向内不断向内侧圆环添加额外的传感器，每个圆环添加的传感器数量为该圆环外侧所有圆环传感器数量总和，获取每个圆环所包含的传感器节点数量，得到离散的非均匀节点密度函数；将圆形监测区域中不同位置到基站的距离进行离散化处理，用离散化后的距离分段表示离散的非均匀节点密度函数，通过圆形监测区域中不同位置到基站的连续变化距离替换离散变化距离，获取连续非均匀节点密度函数，进而推导出泊松圆盘半径函数；利用圆盘半径函数，得到基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络非均匀节点分布。

【技术实现步骤摘要】
基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法
本专利技术涉及无线传感器网络领域，涉及无线传感器节点分布方法，尤其是一种基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法。
技术介绍
目前在相关方法中，无线传感器网络节点分布方法主要分为两类：一种是均匀的节点分布方法。均匀节点分布方法实现比较简单，可应用的现实场景较多，该方法可以直接通过飞机播撒大量传感器节点到指定部署区域中。由于该方法不需要人工摆放，因此可以应用于危险恶劣环境或人类不宜到达的区域。例如，在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，在海洋中采用传感器网络进行海水成分监测，或在恶劣的战场环境中采用传感器网络进行敌情侦察、兵力、装备和物资监控、以及生物化学攻击判断。均匀节点分布的缺陷在于传感器网络工作过程中会出现能量空洞问题，即在网络中靠近基站的传感器会先于其他节点消耗尽自己的电池能量，降低网络的监测能力，减少网络的工作寿命。在无线传感器网络中，传感器一般以多跳的方式传输数据，每个传感器不仅要产生数据，发送数据，还要转发其他传感器产生的数据。因此，靠近基站的传感器需要转发的数据量大于远离基站的传感器，会优先消耗尽自己的能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法，其特征在于，所述方法包括：根据划分准则将整个圆形监测区域划分为若干等宽相邻圆环，从外向内不断向内侧圆环添加额外的传感器，每个圆环添加的传感器数量为该圆环外侧所有圆环传感器数量总和，获取每个圆环所包含的传感器节点数量，得到离散的非均匀节点密度函数；将圆形监测区域中不同位置到基站的距离进行离散化处理，用离散化后的距离分段表示离散的非均匀节点密度函数，通过圆形监测区域中不同位置到基站的连续变化距离替换离散变化距离，获取连续非均匀节点密度函数，进而推导出泊松圆盘半径函数；利用圆盘半径函数，得到基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络非均匀节点分布。

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法，其特征在于，所述方法包括：根据划分准则将整个圆形监测区域划分为若干等宽相邻圆环，从外向内不断向内侧圆环添加额外的传感器，每个圆环添加的传感器数量为该圆环外侧所有圆环传感器数量总和，获取每个圆环所包含的传感器节点数量，得到离散的非均匀节点密度函数；将圆形监测区域中不同位置到基站的距离进行离散化处理，用离散化后的距离分段表示离散的非均匀节点密度函数，通过圆形监测区域中不同位置到基站的连续变化距离替换离散变化距离，获取连续非均匀节点密度函数，进而推导出泊松圆盘半径函数；利用圆盘半径函数，得到基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络非均匀节点分布。2.根据权利要求1所述的一种基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法，其特征在于，所述划分准则具体为：根据圆形监测区域中不同位置到基站的距离以及传感器的传输半径，将整个圆形监测区域划分为若干等宽相邻圆环；圆环的宽度为传感器的传输半径大小；每个圆环所包含的节点数量与圆环面积成正比。3.根据权利要求1所述的一种基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法，其特征在于，所述圆环每单位时间生成的数据总量为(2i+1)gminLbits，gmin为圆环C0所含的节点数量，L为每个传感器每单位时间产生的数据量大小，i为圆环编号；所述圆环每单位时间因数据传输消耗的能量为：其中，e1为每个传感器传输1bit数据需要消耗的能量。4.根据权利要求3所述的一种基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法，其特征在于，所述圆环的最外层Cn-1层节点的寿命为：5.根据权利要求4所述的一种基于自适应泊松圆盘的无线传感器网络节点分布方法，其特征在于，所述离散的非均匀节点密度函数为：其中，ρmin为节点密度。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：应翔，申继宁，于健，徐天一，赵满坤，高洁，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12