[发明专利]WSN中的一种流水式栅栏调度算法实现方法

说明书

一种WSN中的一种流水式栅栏调度算法，包括：步骤1：将栅栏均匀分割为若干子栅栏；步骤2：将子栅栏循环激活，形成一种流水式工作状态；步骤3：通过被激活状态的子栅栏来检测试图通过栅栏的入侵者；步骤4：验证入侵者检测率和栅栏生存时间。本发明从多方面考虑了延长栅栏生存时间的可能性，旨在延长栅栏生命周期，从而延长整个传感器网络的生命周期。首先将栅栏均匀分割为些许子栅栏，将子栅栏循环激活，形成一种流水式工作状态，通过被激活状态的子栅栏来检测试图通过栅栏的入侵者。该算法在确保一定检测率的情况下实现栅栏生存时间的大幅度提高。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络领域，特别涉及WSN中的一种流水式栅栏调度算法实现方法。

背景技术

随着传感器、无线通信、芯片集成及电子元器件制造等技术的高速发展和日益成熟，推动了低成本、低功耗、多功能无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)的发展。无线传感器网络是由部署于监测区域内大量的具有计算能力、感知能力、数据处理能力以及无线通信能力的低功耗的无线传感器节点所组成的网络。目的是实时采集、处理以及传输监测区域内被测对象的信息。

无线传感器网络栅栏覆盖大部分被应用于入侵者检测。如在环保方面，可检测污染物的扩散情况。在国防应用中，可对越境者进行自动化探测。在林业保护方面，可预警、并且对火灾蔓延情况进行探测等，但同时，硬件设施方面对发展在很大程度上限制了传感器节点的使用。因此通过软件算法来延长传感器网络的生存时间成为了非常关键的研究问题。

为了延长栅栏的生存时间，目前主要通过研究三大块方向来实现。在栅栏调度方面，如Kumar等人提出了Optimal Sleep-Wakeup调度算法，该算法通过分析栅栏的生存时间，组合成若干组k-栅栏，使得栅栏的能量被充分利用，从而达到k-栅栏生存时间最大化。Kim K S等人提出了Duty-Cycle Scheme调度算法，该算法通过轮流调度多条栅栏，使得在保证一定监测率的情况下延长了网络的生存时间。

上述算法在延长栅栏的生存时间上都取得了不错的成果，然而仍存在的问题是，并未充分考虑普适性与检测率。算法对入侵者的检测率影响重大，要保证检测率达到一定的情况下尽可能的延长网络生存周期。

发明内容

本发明目的是提供WSN中的一种流水式栅栏调度算法实现方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

WSN中的一种流水式栅栏调度算法实现方法，分为以下步骤：

步骤1：将栅栏均匀分割为若干子栅栏；

步骤2：将子栅栏循环激活，形成一种流水式工作状态；

步骤3：通过被激活状态的子栅栏来检测试图通过栅栏的入侵者；

步骤4：验证入侵者检测率和栅栏生存时间。

作为本发明的进一步优化，所述的步骤1包括：

11)将栅栏分割，如图1所示，将栅栏均匀分割为α条子栅栏。同一时刻只有唯一子栅栏处于工作状态，其他处于休眠状态；

12)

L表示栅栏长度，将其均分为α段，每段长度为L/α，以其最左端传感器节点为原点，建立一维坐标系，如图1，根据分割子栅栏的数量、横坐标和栅栏的长度，给传感器节点分配其所属的子栅栏编号(S1、S2……Sα)。由服务器控制子栅栏的循环激活调度，并且发送激活或休眠命令，进而控制其工作状态。

作为本发明的更进一步优化，所述的步骤2为：