【技术实现步骤摘要】
一种基于sink节点牵引力的水下传感器节点非均匀部署方法和装置
[0001]本专利技术涉及水下传感器网络领域，尤其涉及一种基于sink节点牵引力的水下传感器节点非均匀部署方法
技术介绍
[0002]海洋对于社会生存和国家发展有着重要意义。近几年随着对海洋资源的开发，水下无线传感器网络的应用需求日益提高。民用方面，水下传感器网络在地震、海啸预警、生态系统监测、石油钻探等方面的应用有着很好的前景；军用方面，水下传感器网络的构建对于提高海军的环境感知监测能力，提高海军对突发事件反应速度。海洋环境下，人工定点部署传感器的方法存在耗费人力且效率低下的问题，因此主流的水下传感器节点部署方案都采用随机部署的方式，但这也会带来节点利用率低、网络覆盖率和连通度差的问题。在针对覆盖率的部署方案中，多数算法力图实现均匀部署以最大化网络的覆盖率，但这样的均匀部署有两个缺点：一是当节点数量较少时，最大化覆盖率的部署容易产生孤立的节点，即节点虽然没有重复覆盖的区域，但节点之间的距离大于其完成通信的最远距离，这就使得部署后的节点无法真正实现通信，因此不具...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于sink节点牵引力的水下传感器节点非均匀部署方法，其特征在于，所述方法包括：引入sink节点牵引力改进虚拟力算子，并根据改进的虚拟力算子进行导向，获取粒子速度更新公式；根据所述粒子速度更新公式计算初部署的坐标；根据抽样检测法计算所述初部署的坐标空洞，根据虚拟力算法进行空洞修复，获取网络部署坐标；根据所述网络部署坐标与实际抛洒在水面的节点相对应，获取最短移动距离的网络部署，完成网络部署。2.根据权利要求1所述的一种基于sink节点牵引力的水下传感器节点非均匀部署方法，其特征在于，所述引入sink节点牵引力改进虚拟力算子，并根据改进的虚拟力算子进行导向，获取粒子速度更新公式，包括：S1：设置粒子群算法参数；S2：将网络覆盖率作为网络部署的适应度函数；S3：初始化虚拟力的距离门限和粒子群算法的粒子搜索空间上界和下界；S4:根据粒子搜索空间上界和下界设置初始化种群；S5：计算节点间的相互作用力和sink节点的牵引力，根据所述节点间的相互作用力和sink节点的牵引力获取粒子的虚拟力算子；S6：根据虚拟力算子导向粒子群算法中种群位置更新；S7：根据所述更新的种群位置在搜索空间中的坐标计算新种群的适应度数值并更新局部最优和全局最优；S8：重复所述S5至S7直到获取最大迭代数，输出所述迭代数对应的全局最优解，所述全局最优解作为节点初部署的坐标。3.根据权利要求2所述的一种基于sink节点牵引力的水下传感器节点非均匀部署方法，其特征在于，所述根据所述节点间的相互作用力和sink节点的牵引力获取粒子的虚拟力算子包括：VF＝[Step
x
(n1)L Step
x
(nN),Step
y
(n1)L Step
y
(nN),Step
z
(n1)L Step
z
(nN)]，其中，Step
x
(n1)为n1节点在x轴方向的总移动步长，Step
y
(n1)为n1节点在y轴方向的总移动步长，Step
z
(n1)为n1节点在z轴方向的总移动步长，Step
x
(nN)为nN节点在x轴方向的总移动步长，Step
y
(nN)为nN节点在y轴方向的总移动步长，Step
z
(nN)为nN节点在z轴方向的总移动步长。4.根据权利要求1所述的一种基于sink节点牵引力的水下传感器节点非均匀部署方法，其特征在于，所述根据抽样检测法计算所述初部署的坐标空洞，根据虚拟力算法进行空洞修复，获取网络部署坐标，包括：在部署空间随机生成N
dect
个采样点；基于抽样检测法判断所述采样点是否被覆盖，获取空洞点的几何中心；根据K
‑
means算法计算所述空洞点的几何中心，获取聚类中心数目，所述聚类中心数目为冗余节点数N
re
；根据虚拟力算法优化空洞点的几何中心，获取部署冗余节点的坐标；
根据所述节点初部署的坐标与部署冗余节点的坐标进行整合，获取网络节点的部署坐标Pos
final
。5.根据权利要求1所述的一种基于sink节点牵引力的水下传感器节点非均匀部署方法，其特征在于，所述根据所述网络部署坐标与实际抛洒在水面的节点相对应，获取...
【专利技术属性】
技术研发人员：李一兵，张直，叶方，孙骞，田园，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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