[发明专利]一种能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法

权利要求书

1.一种能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：

通过构建一个定位系统，监测每一个传感器节点的位置信息；

通过超图理论对无线传感器网络进行划分和成簇；

通过调整每个传感器节点的传输功率来达到功率控制的目的；

通过节点所属的簇头，对传感器节点的状态进行调度，从而达到节约能量的目的。

2.根据权利要求1所述的能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：通过构建一个定位系统，监测每一个传感器节点的位置信息，

该定位系统为每一个传感器节点提供位置信息查询机制，所以基站、簇头节点和其他普通节点都可以随时获取网络中各个节点的位置信息。

3.根据权利要求1所述的能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：

每个传感器节点均由四个部分组成，分别为传感模块、处理模块、能量模块以及通信模块；

传感器节点之间在处理速度和存储容量方面差异巨大，所以那些处理速度快，存储容量大的节点更有可能成为簇头节点。

4.根据权利要求1所述的能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：

该无线传感器网络是异构的，节点之间在硬件方面以及工作环境方面都有可能差异巨大；

无线传感器网络在划分和成簇之后，其将由一个或者多个基站，一定数量的簇头节点和其他普通传感器节点组成。

5.根据权利要求1所述的能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：通过调整每个传感器节点的传输功率来达到功率控制的目的，

缩小各个传感器节点的通信功率，直至其能够与离自己最远的邻居节点通信，因此在减小传感器节点通信功率的同时，也保证了网络的连通性和覆盖范围。

6.根据权利要求1所述的能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：通过节点所属的簇头，对传感器节点的状态进行调度，从而达到节约能量的目的，

传感器节点的状态调度能够使节点状态在睡眠、工作和空闲之间周期性切换；

睡眠状态使节点能够避免因为空闲监听对于能量的浪费；

空闲状态作为一个缓冲，尤其是当多个节点同时作为一个将要切换为睡眠状态的节点的候补时，如此可以避免因多个节点重复工作所造成的能量损失。

7.根据权利要求4所述的能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：基站和簇头节点，

它们都在网络架构中有着至关重要的作用，其中，基站保存所有传感器节点的位置信息，而簇头节点是从每个基于超图理论而被划分出的簇中选择出来的；

当传感器网络中出现多个基站时，只有一个基站充当生成网络架构的角色，而其他节点虽然也保存网络中节点的位置信息，但是它们只是作为该基站的候补。

8.根据权利要求7所述的能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：基于超图理论的划分和成簇，

超图分割可以分为三个阶段，分别为粗化阶段，初始划分阶段和细化阶段；

超图分割被迭代执行，从而不断的对网络进行二分，直至达到模块度最优；

成簇在超图分割的粗化阶段中被执行，其通过MHEC算法将各个传感器节点融合到簇里面。

9.根据权利要求8所述的能量节约型无线传感器网络的构造和维护方法，其特征在于：

模块度的大小表示了一个簇的内聚性；

通过寻找最优模块度，就可以自动的寻找到基于超图理论的最优划分数k，从而避免了人工计算最优划分数的工作。