[发明专利]无线传感器网络组网方法、系统、装置和存储介质

说明书

本发明提供一种无线传感器网络组网方法、系统、装置和存储介质，包括以下步骤：初始化网络，Sink节点重置骨干网络节点集合和骨干网络邻居节点集合预设覆盖率C_t、骨干网络节点集合Ω和骨干网络邻居节点集合Ψ，对网络中所有节点进行排序，网络内子节点按照该顺序轮流广播自身位置及剩余能量,同时各个子节点初始化自身数据；寻找骨干网络，在网络内所有节点中找到一或多条能够覆盖全网的骨干链路节点；验证骨干网络，过滤掉能量较低的骨干节点，获得一个较优的骨干网络；优化覆盖率，使得骨干网络的覆盖率不低于预设覆盖率，激活网络运行，本发明能够在满足覆盖范围的条件下充分延长该无线传感器网络的工作时间。

技术领域

本发明涉及物联网组网技术领域，具体为一种无线传感器网络组网方法、系统、装置和存储介质。

背景技术

无线传感器网路是一种自组织具有自治能力的计算机网络，用于监视一定空间范围内的物理参数，例如温度，声音，振动，压力，运动或污染物，并通过网络将其数据协作传递给汇聚节点，汇聚节点再将数据发送给观察者，无线传感器网络可分为完全覆盖和部分覆盖两种类型，其中完全覆盖是指观察者需要获悉待监测区域所有的感知数据，部分覆盖区别与完全覆盖的关键点在于：实际检测待检测区域。

在目前的组网方法中，在特定情况下，部分覆盖足以满足某些应用的需求；例如，对于获取环境温度、湿度、气压的应用来说，80％的监测覆盖率足以满足其需求。另外，部分覆盖相对完全覆盖还存在网络生存时间长的优势。在部分覆盖的领域，传统的网线传感网络通过贪心算法实现了休眠调度策略，该策略根据覆盖率的要求使一些节点处于工作状态，而其他节点处于休眠状态，进而降低了能耗，但是该组网的方法在覆盖率和网络运行时间之间难以做到很好地平衡，经常出现覆盖率能够满足要求，但是未能充分延长网络运行时间的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线传感器网络组网方法、系统、装置和存储介质，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无线传感器网络组网方法，包括：

S1:初始化网络，Sink节点重置骨干网络节点集合和骨干网络邻居节点集合预设覆盖率C_t、骨干网络节点集合Ω和骨干网络邻居节点集合Ψ，对网络中所有节点进行排序，网络内子节点按照顺序轮流广播自身位置及剩余能量,同时各个子节点初始化自身数据；

S2:寻找骨干网络，在网络内所有节点中找到一或多条能够覆盖全网的骨干链路节点；

其中，所述骨干链路节点的寻找通过分布式迭代优化算法实现，包括以下步骤：

S201：在游离节点集合U中随机选择一个节点a_i作为骨干链路的首个节点并将其激活；

所述游离节点集合U为未被纳入骨干网络节点集合Ω和骨干网络邻居节点集合Ψ的其他节点集合，游离节点集合U根据以下公式计算：

U＝C_V(Ω∪Ψ)；

S202：a_i遍历可用的邻居节点，并在其中选取邻居节点因子最大的节点a_j作为骨干链路的下一节点，将自身加入集合X中并激活a_j，其他邻居节点加入集合Y；

所述可用的邻居节点为不属于已吸纳的骨干网络节点及其邻居节点，设节点a_i的邻居节点集合为T(a_i)，则可用邻居节点集合S(a_i)，计算公式如下：

其中，X为已吸纳的骨干网络节点集合，Y为已吸纳的骨干网络节点的邻居节点集合；