智能节点组网的基站布置方法、装置、电子设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能节点组网的基站布置方法、装置、电子设备及介质，方法，包括：获取给定的智能节点组网工区数据；通过正六边形基站覆盖模型计算完全覆盖工区所需的正六边形的最小个数及正六边形中心点坐标；识别工区内是否存在障碍区域：若不存在，则直接将计算结果作为全覆盖工区实际所需的基站数量及位置坐标；若存在，则：删除基站坐标位于障碍区域的基站并找出所有未被覆盖的节点，以及能够架设基站的边界点；选出能够完全覆盖未覆盖节点的至少一个边界点作为新增基站的坐标；将新增的基站与未删除的基站作为全覆盖工区实际所需的基站数量及各基站的位置坐标。实现针对无障碍地形和有障碍地形分别进行基站最优布置。碍地形和有障碍地形分别进行基站最优布置。碍地形和有障碍地形分别进行基站最优布置。

【技术实现步骤摘要】
智能节点组网的基站布置方法、装置、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及油气地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种智能节点组网的基站布置方法、装置、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]为了实现智能节点地震数据的自动回收，终端和智能节点之间的通信需要通过部署基站来建立连接。在野外组网的过程中，合理的基站布置方案尤为重要，若基站的数量过少，导致信号的覆盖率偏低，不能满足工业需求，若基站的数量过多，则会造成成本浪费。
[0003]目前，关于基站选址的方法研究很多，主要可以分为两类：一类是数学规划方法。基站选址问题本质上是一种多目标优化问题，需要全方面兼顾考虑成本、覆盖范围等多个因素，因此研究人员常利用数学规划的方法进行求解，主要方法是利用动态规划方法，整数规划等，直接进行数学计算寻求合适的基站布置方案。另一类通过是智能计算方法，如遗传算法、免疫算法、粒子群算法、模拟退火算法等。根据研究者的需求不同，利用不同的智能算法，取得了良好的效果。但是这些研究都来自于电信等领域的研究者，他们在研究的过程中，着重考虑影响基站站址选择的诸多专业因素，如链路预算、路径损耗、天线方向角、载波数目等，在实际工程应用中，由于专业性太强造成基站布置方案可行性较差。同时，地形地貌也是基站选址中不可忽视的一个方面的内容。但目前，国内关于基站选址的研究中，几乎没有考虑地形因素的相关研究。国外有学者在基站部署中，考虑地形、用户分布、用户需求、用户增长率等因素，将一个需要建站的目标区域用三个矩阵来代表，三个矩阵分别用来表示地形、业务需求和建站规划，结合这些因素，提出了一种选址方法，但是这种方法步骤繁琐，在实际应用中的可实施性不强。
[0004]因此，需要针对不同地形进行基站布置提出一种便捷可行的最优布置方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种智能节点组网的基站布置方法、装置、电子设备及介质，实现用最少的基站覆盖全部的工区，以及针对无障碍地形和有障碍地形分别进行基站最优布置。
[0006]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提出了一种智能节点组网的基站布置方法，包括：
[0007]步骤S1：获取给定的智能节点组网工区数据，所述智能节点组网工区数据包括工区的长度和宽度以及所述工区的地形数据；
[0008]步骤S2：通过正六边形基站覆盖模型计算完全覆盖所述工区所需的正六边形的最小个数及每个正六边形的中心点坐标，其中，所述正六边形表示一个基站的覆盖范围，所述正六边形的外接圆为实际基站信号覆盖范围所在圆，所述中心点坐标为基站坐标，多个所述正六边形呈蜂窝状排布并完全覆盖所述工区；
[0009]步骤S3：根据所述地形数据识别所述工区内是否存在无法架设基站的障碍区域：
[0010]步骤S4：若不存在障碍区域，则直接将步骤S2计算得到的正六边形的数量和各正六边形的中心点对应的基站坐标作为全覆盖所述工区实际所需的基站数量及各基站的位置坐标；
[0011]步骤S5：若存在障碍区域，则：
[0012]将步骤S2通过正六边形基站覆盖模型计算得到的基站坐标位于所述障碍区域的基站删除，并找出所有未被任何基站覆盖的节点以及所述障碍区域周围能够架设基站的边界点；
[0013]从能够架设基站的边界点中选出至少一个边界点作为新增基站的基站坐标，所述新增基站对应的正六边形能够完全覆盖未覆盖节点；
[0014]将新增的基站与未删除的基站的数量及所有基站坐标作为全覆盖所述工区实际所需的基站数量及各基站的位置坐标。
[0015]第二方面，本专利技术提出一种电子设备，所述电子设备包括：
[0016]至少一个处理器；以及，
[0017]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0018]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述的智能节点组网的基站布置方法。
[0019]第三方面，本专利技术提出一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行第一方面所述的智能节点组网的基站布置方法。
[0020]第四方面，本专利技术提出一种智能节点组网的基站布置装置，包括：
[0021]数据获取模块，用于获取给定的智能节点组网工区数据，所述智能节点组网工区数据包括工区的长度和宽度以及所述工区的地形数据；
[0022]全覆盖模型计算模块，通过正六边形基站覆盖模型计算完全覆盖所述工区所需的正六边形的最小个数及每个正六边形的中心点坐标，其中，所述正六边形表示一个基站的覆盖范围，所述正六边形的外接圆为实际基站信号覆盖范围所在圆，所述中心点坐标为基站坐标，多个所述正六边形呈蜂窝状排布并完全覆盖所述工区；
[0023]基座布置计算模块，用于：
[0024]根据所述地形数据识别所述工区内是否存在无法架设基站的障碍区域：
[0025]若不存在障碍区域，则直接将所述全覆盖模型计算模块计算得到的正六边形的数量和各正六边形的中心点对应的基站坐标作为全覆盖所述工区实际所需的基站数量及各基站的位置坐标；
[0026]若存在障碍区域，则：
[0027]将所述全覆盖模型计算模块通过正六边形基站覆盖模型计算得到的基站坐标位于所述障碍区域的基站删除，并找出所有未被任何基站覆盖的节点以及所述障碍区域周围能够架设基站的边界点；
[0028]从能够架设基站的边界点中选出至少一个边界点作为新增基站的基站坐标，所述新增基站对应的正六边形能够完全覆盖未覆盖节点；
[0029]将新增的基站与未删除的基站的数量及所有基站坐标作为全覆盖所述工区实际
所需的基站数量及各基站的位置坐标。
[0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031]本专利技术通过采用正六边形基站覆盖模型近似基站发射的信号范围，能够使两个基站发射信号的重叠部分最小，即利用正六边形覆盖模型求解无障碍地形基站布置是最优的方法，从而达到用最少的基站覆盖全工区的目的，极大的节省了成本和人力；同时，在考虑实际工区复杂地形情况的基础上，进一步设计有障碍地形基站布置，为野外组网提供了更加全面的方案，让基站最优布置方法具有更为广泛的适用性。
[0032]本专利技术的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0033]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0034]图1示出了根据本专利技术的一种智能节点组网的基站布置方法的步骤图。
[0035]图2示出了根据本专利技术的一个实施例的一种智能节点组网的基站布置方法中正六边形覆盖模型的示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能节点组网的基站布置方法，其特征在于，包括：步骤S1：获取给定的智能节点组网工区数据，所述智能节点组网工区数据包括工区的长度和宽度以及所述工区的地形数据；步骤S2：通过正六边形基站覆盖模型计算完全覆盖所述工区所需的正六边形的最小个数及每个正六边形的中心点坐标，其中，所述正六边形表示一个基站的覆盖范围，所述正六边形的外接圆为实际基站信号覆盖范围所在圆，所述中心点坐标为基站坐标，多个所述正六边形呈蜂窝状排布并完全覆盖所述工区；步骤S3：根据所述地形数据识别所述工区内是否存在无法架设基站的障碍区域：步骤S4：若不存在障碍区域，则直接将步骤S2计算得到的正六边形的数量和各正六边形的中心点对应的基站坐标作为全覆盖所述工区实际所需的基站数量及各基站的位置坐标；步骤S5：若存在障碍区域，则：将步骤S2通过正六边形基站覆盖模型计算得到的基站坐标位于所述障碍区域的基站删除，并找出所有未被任何基站覆盖的节点以及所述障碍区域周围能够架设基站的边界点；从能够架设基站的边界点中选出至少一个边界点作为新增基站的基站坐标，所述新增基站对应的正六边形能够完全覆盖未覆盖节点；将新增的基站与未删除的基站的数量及所有基站坐标作为全覆盖所述工区实际所需的基站数量及各基站的位置坐标。2.根据权利要求1所述的智能节点组网的基站布置方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述计算完全覆盖所述工区所需的正六边形的最小个数，包括：根据所述工区的长度和所述正六边形的半径计算沿所述工区长度方向所需所述正六边形的最小个数；根据所述工区的宽度和所述正六边形的半径计算沿所述工区宽度方向所需正六边形的最小个数；根据得到的所述工区长度方向和宽度方向所需的所述正六边形的个数，计算完全覆盖所述工区所需正六边形的最小个数。3.根据权利要求2所述的智能节点组网的基站布置方法，其特征在于，通过以下公式计算沿所述工区长度方向所需正六边形的最小个数：其中，M为沿所述工区长度方向所需正六边形的最小个数，m为工区长度，r为正六边形的半径。4.根据权利要求2所述的智能节点组网的基站布置方法，其特征在于，通过以下公式计算沿所述工区宽度方向所需正六边形的最小个数：
其中，N为沿所述工区宽度方向所需正六边形个数，n为工区宽度，r为正六边形的半径。5.根据权利要求2所述的智能节点组网的基站布置方法，其特征在于，通过以下公式计算完全覆盖所述工区所需正六边形的最小个数：其中，Q为完全覆盖所述工区所需基站正六边形的最小个数，M为沿所述工区长度方向所需正六边形最小个数，N为沿所述工区宽度方向所需正六边形最小个数，m为工区长度，r为正六边形的半径。6.根据权利要求1所述的智能节点组网的基站布置方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：步骤S51：将步骤2计算得到的完全覆盖所述工区所需基站的基站坐标构成合集A，并将位于所述障碍区域中的基站坐标从所述集合A中删除；步骤S52：找出所有未被任何基站覆盖的节点，形成集合B，并找出所述障碍区域的所有边界...

【专利技术属性】
技术研发人员：董倩倩，王海波，胡敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：