專利名稱：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署方法。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在檢測區(qū)域內(nèi)的大量的微型傳感器節(jié)點通過無線電通信形成的具有多跳性的自組織網(wǎng)絡(luò)，可以實時感知、采集、處理和發(fā)布網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域里檢測對象的信息。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境檢測、災(zāi)害預(yù)警、空間探測，工業(yè)自動化等方面。為了保證所采集信息的準(zhǔn)確及詳盡性，需要對檢測區(qū)域進(jìn)行最大的檢測覆蓋。也就是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署的優(yōu)良與否，也影響著整個網(wǎng)絡(luò)的性能。目前，國內(nèi)外對無線傳感器節(jié)點部署研究，主要集中在區(qū)域覆蓋的確定性部署和隨機(jī)部署、目標(biāo)覆蓋的隨機(jī)部署。確定性部署首先對檢測區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署。隨機(jī)部署即隨機(jī)拋灑節(jié)點，采用多種優(yōu)化算法進(jìn)行部署優(yōu)化，目前，常用的優(yōu)化算法有快速虛擬力算法、虛擬力導(dǎo)向微粒算法、模擬退火遺傳算法、微粒群優(yōu)化算法等等。然而，這些方法在大量節(jié)點部署時，存在檢測死角。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的部署方法，能夠使用最少的節(jié)點對檢測區(qū)域進(jìn)行最大面積的覆蓋。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署概率的方法，算法過程中分為三個階段熒光素更新、螢火蟲運(yùn)動、相鄰半徑更新，主要包括以下步驟
第一步在某個區(qū)域內(nèi)拋灑無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并將每個節(jié)點看成螢火蟲；
第二步賦于螢火蟲群中每個螢火蟲相同的熒光素濃度，為10 20 ;
第三步使用下式進(jìn)行螢火蟲熒光素更新
談+IMM聊咐秘+1))
上式中，m表示螢火蟲i在 次迭代時的熒光素濃度，β表示熒光濃度衰減系數(shù)(IN^Kl), Tr熒光素增強(qiáng)系數(shù)(0<F<1), JiOiCO)為螢火蟲i在f次迭代時的目標(biāo)函數(shù)值；第四步判斷螢火蟲向比自己熒光素濃度高的螢火蟲方向移動的概率
p_ 伙H⑴
上式中馬Cf)為熒光蟲 在 次迭代時的相鄰節(jié)點的集合，滿足Ν { )={/^( <r: L(t) (/)} ( )為t次迭代時螢火蟲和j之間的歐幾里德距離，
rs為傳感器節(jié)點的感知半徑；
3第五步進(jìn)行螢火蟲移動后的位置更新
—{S3
上式中a 為螢火蟲i在·難空間里的位置^為位置更新的步長，為了達(dá)到最大的
覆蓋范圍，其值為S =我廣為標(biāo)準(zhǔn)歐幾里德距離；
第六步迭代次數(shù)減1，如果非0，返回第三步，否則傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點完成部署，實現(xiàn)檢測區(qū)域的最大覆蓋。本發(fā)明帶來的有益效果為將螢火蟲群優(yōu)化算法應(yīng)用于傳感器節(jié)點的部署，使用最少的節(jié)點對檢測區(qū)域進(jìn)行最大面積的覆蓋，并可根據(jù)需要對傳感器節(jié)點重新部署，增加節(jié)點部署的靈活性。


圖I是實施例一中目標(biāo)區(qū)域隨機(jī)初始部署圖；圖2是實施例一中目標(biāo)區(qū)域優(yōu)化后部署圖3是實施例二中目標(biāo)區(qū)域隨機(jī)初始部署圖4是實施例二中目標(biāo)區(qū)域優(yōu)化后部署圖5是實施例三中中心區(qū)域隨機(jī)初始部署圖6是實施例三中中心區(qū)域優(yōu)化后部署圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實施例一
如圖I所示、圖2所示，一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署方法其中，圖I為初始隨機(jī)拋灑的節(jié)點圖，圖2為最后部署完畢的節(jié)點圖。第一步在100m*100m的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)拋灑》=150個傳感器節(jié)點,傳感器節(jié)點
感知半徑為G=IOm,要求對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行最大面積的覆蓋；迭代次數(shù)初始化為80 500 ；
作為優(yōu)選，將迭代次數(shù)設(shè)置為100 ；
第二步賦于螢火蟲群中每個螢火蟲相同的熒光素濃度，本實施例設(shè)為10 ;根據(jù)傳感器節(jié)點部署的特性，節(jié)點移動方向是根據(jù)被檢測區(qū)域的信號強(qiáng)度來確定。傳感器是朝信號強(qiáng)度弱的節(jié)點移動，即熒光素濃度低的下一節(jié)點是螢火蟲的下一移動目標(biāo)。而隨著傳感器檢測區(qū)域的重疊，目標(biāo)被檢測的概率也隨之增大。第三步使用下式進(jìn)行螢火蟲熒光素更新
權(quán)利要求
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步在檢測區(qū)域內(nèi)隨機(jī)拋灑無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并將每個節(jié)點看成螢火蟲； 第二步賦于螢火蟲群中每個螢火蟲相同的熒光素濃度； 第三步使用下式進(jìn)行螢火蟲熒光素更新
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署方法，第一步先在檢測區(qū)域內(nèi)隨機(jī)拋灑無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并將每個節(jié)點看成螢火蟲；第二步賦于螢火蟲群中每個螢火蟲相同的熒光素濃度；第三步進(jìn)行螢火蟲熒光素更新第四步判斷螢火蟲向比自己熒光素濃度高的螢火蟲方向移動的概率第五步進(jìn)行螢火蟲移動后的位置更新第六步迭代次數(shù)減1，如果非0，返回第三步，否則傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點完成部署，實現(xiàn)檢測區(qū)域的最大覆蓋。本發(fā)明使用較少的節(jié)點對檢測區(qū)域進(jìn)行最大面積的覆蓋，并可根據(jù)需要對傳感器節(jié)點重新部署，增加節(jié)點部署的靈活性。
文檔編號H04W40/12GK102932870SQ20121042335
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者張海濤, 劉翠蘋, 白舸, 張世偉 申請人:河南科技大學(xué)