[发明专利]一种节点动态覆盖驱动的无线网络路由路径规划方法

权利要求书

1.一种节点动态覆盖驱动的无线网络路由路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）采用包含无线执行节点和中继节点的无线网络对目标区域进行监测，通过驱动装置带动所述无线执行节点移动到网络指定位置，在所述无线执行节点安装位置传感器；

2）所述无线执行节点受到步骤1）中的外界作用力干扰后，无线执行节点坐标漂移，即其初始坐标和网络拓扑结构动态变化；以所述位置传感器的输出作为反馈，在所述驱动装置带动下对发生漂移的无线执行节点进行位置更新；

3）采用改进虚拟力法对边界区域、中继节点和障碍物区域分别设定差异虚拟力系数，包括不同的吸引力系数和排斥力系数，形成整个目标区域无线执行节点非均匀覆盖模型；

4）根据近邻聚集度，将所述无线执行节点分为不同的簇；判断簇内节点相对几何距离和剩余能量是否最优，如果最优，则选为簇首节点，转向步骤5）；如果否，则为普通无线执行节点，然后判断无线网络是否异常，如果簇内无线执行节点和簇首节点相继死亡，簇内存活的无线执行节点和邻居无线执行节点，以网络连通性为目标，形成无线网络部分失效时动态多跳准定向路由表，完成覆盖驱动下无线路由路径规划；

5）簇内无线执行节点向簇首节点传输数据，所述簇首节点沿邻居簇首节点将数据传输给中继节点；

步骤3）中，虚拟力法借鉴原子核之间的作用力，当距离太近表现出排斥力，而距离太远表现出吸引力；

所述改进虚拟力法就是考虑节点实际部署过程中对边界区域的排斥力，对中继节点的吸引力和对障碍物的排斥力；

步骤4）中，所述动态多跳准定向路由表具体的形成方法如下：

由于簇首节点是根据几何距离和剩余能量选举出来的，而所有簇内普通节点向簇首节点传输数据，因此路由传输是动态的；由于需要经过多个簇最终数据才会传输到中继节点，因此是多跳的；由于相对整个网络来说，每个簇所包含的普通节点是固定的，因此节点基本传输路径是固定的，所以路由路径是准定向的。

2.根据权利要求1所述的节点动态覆盖驱动的无线网络路由路径规划方法，其特征在于，步骤1）中，所述无线执行节点部署在远离边界区域和障碍物区域的目标区域，所述中继节点部署在边界区域。

3.根据权利要求1所述的节点动态覆盖驱动的无线网络路由路径规划方法，其特征在于，步骤1）中，所述无线执行节点通过电池供电，所述驱动装置与无线执行节点相连接，所述位置传感器用于测量无线执行节点移动路径，经过信号接收单元、信号滤波单元、信号处理单元及信号存储单元，将所述位置传感器输出结果作为反馈，控制所述驱动装置的转速，来控制所述无线执行节点的移动距离。

4.根据权利要求1所述的节点动态覆盖驱动的无线网络路由路径规划方法，其特征在于，步骤1）中，所述驱动装置采用的是微型电动机。

5.根据权利要求1所述的节点动态覆盖驱动的无线网络路由路径规划方法，其特征在于，步骤3）中，所述无线执行节点沿中继节点呈现稠密部署，而在边界区域和障碍物相对稀疏部署。

6.根据权利要求1所述的节点动态覆盖驱动的无线网络路由路径规划方法，其特征在于，步骤4）中，所述簇首节点用于收集簇内无线执行节点的感知数据，且经由邻居簇首节点传输到中继节点中，所述中继节点通过用户接口单元、数据存储单元，将数据传递给计算机进行处理。

7.根据权利要求1所述的节点动态覆盖驱动的无线网络路由路径规划方法，其特征在于，步骤4）中，簇内节点相对几何距离和剩余能量是否最优具体的判断方法如下：簇内节点间距离是通过节点间测距得到，即利用到达时间、到达角度以及信号强度指示；而由于节点通信过程中会发送一个包含节点标号、信号幅值、剩余能量在内的包到邻居节点，通过传递到簇首节点；节点最大剩余能量是通过节点发送报文，然后比较各自的剩余能量得到的。