一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法技术

本发明专利技术属于传感器优化布置技术领域，具体涉及一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法，步骤包括设置传感器节点的感知半径、通信半径以及监测区域的大小，并生成传感器节点在监测区域内的随机分布信息；建立传感器节点的覆盖率数学模型，将其与相切奖励项相结合，形成无线传感器网络布置优化方法的目标函数；引入灰狼优化算法GWO，并对其进行改进；在随机部署的基础上，采集传感器节点的随机分布信息，并根据改进后的GWO生成的部署策略，动态调整传感器节点的位置分布。本发明专利技术在确保了高覆盖率的同时，减少了传感器节点之间覆盖区域的冗余，从而降低了传感器数据处理的能耗，提升了无线传感器网络的整体性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感器优化布置，具体涉及一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法。

技术介绍

1、随着环境保护意识的不断增强，森林监测已成为重要研究领域。通过监测森林环境中的关键参数（如温度、湿度、土壤水分含量等），能够有效评估森林健康状况并及时预警潜在的生态威胁。在这一领域，无线传感器网络（wireless sensor networks，wsn）因其低功耗、灵活部署和自组织能力，广泛应用于大规模环境监测。传统的森林管理方式，如固定的防火措施或病虫害控制，难以应对森林环境的动态变化。而通过现代无线传感器网络技术，能够实时捕捉森林环境中的变化参数，这对于应对极端温度波动、潜在火灾等风险至关重要。通过采集的数据，管理系统可以及时分析并作出相应调整，从而实施更加精准的保护措施，不仅提升了资源利用效率，还有效保护了森林生态。

2、然而，在实际应用中，如何在保证监测区域高覆盖率的前提下合理布置（布局）传感器节点，尽量减少节点数量以降低成本和能耗，始终是一个重要挑战。目前，传感器节点的布置方法多依赖随机部署或无人机部署，尽管这些方法简单，但常常导致节点本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法，其特征在于：所述的S1中，设定无线传感器网络中的传感器节点是同构的，传感器节点的感知半径为Rp，通信半径为Rc，传感器节点集V表示为V={v1，v2，v3，…，vn}，n是传感器节点的个数，V中的任意一个传感器节点vi的二维坐标表示为（xi，yi），i=1，2，3，…，n；监测区域内设置有监测节点，监测节点集合Q表示为Q={q1，q2，q3，…，qm}，m是监测节点的个数，Q中的任意一个监测节点qj的坐标为（xj，yj），j=1，2...

【技术特征摘要】

1.一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法，其特征在于：所述的s1中，设定无线传感器网络中的传感器节点是同构的，传感器节点的感知半径为rp，通信半径为rc，传感器节点集v表示为v={v1，v2，v3，…，vn}，n是传感器节点的个数，v中的任意一个传感器节点vi的二维坐标表示为（xi，yi），i=1，2，3，…，n；监测区域内设置有监测节点，监测节点集合q表示为q={q1，q2，q3，…，qm}，m是监测节点的个数，q中的任意一个监测节点qj的坐标为（xj，yj），j=1，2，3，…，m；监测区域定义为大小为l×w的矩形区域。

3.根据权利要求2所述的一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法，其特征在于：所述的s1中，设置rc=2rp，保证传感器节点之间能够有效通信并维持整个无线传感器网络的稳定连接。

4.根据权利要求2所述的一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法，其特征在于：所述的s2中，建立传感器节点的覆盖率数学模型的方法为：

5.根据权利要求4所述的一种用于森林监测的高覆盖率传感器节点布置方法，其特征在于：所述的s3中，切线奖励项表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：王佐勋，吴望尧，
申请(专利权)人：山东工商学院，
类型：发明
国别省市：

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