[发明专利]一种中心式的无线传感器网络拓扑重构方法

摘要

本发明公开一种中心式的无线传感器网络拓扑重构方法，具体步骤为：首先针对给定的规则网络结构讨论网络覆盖率与失效节点数目之间的相互关系，为确定能够达到一定的网络覆盖率所需最少修复的失效节点数目提供依据。然后，对支援节点的调度问题进行数学描述，将支援节点与失效节点之间的配对问题转化为整数规划问题来求解，得到优化的节点分配方法，即网络拓扑重构方法。同时，对随机网络结构的节点分配方法进行讨论。最后，通过仿真实验对所提出的方法进行验证和分析。本发明将在限制单个支援节点最大移动距离的前提下寻找需要移动的节点与待修复失效节点之间的最优匹配方案，使得所有需要移动的支援节点的移动总距离最小。

主权项

一种中心式的无线传感器网络拓扑重构方法，其特征在于：将无线传感器网络的多个无线传感器节点根据是否具有移动能力分为固定节点和支援节点；通过求解网络覆盖率评价无线传感器网络的覆盖性能，同时得到网络覆盖率随失效节点数目变化的规律曲线，然后确定为了达到某一覆盖率所对应最少修复的失效节点数目；在网络运行过程中，通过网络中的汇聚中心收集并融合固定节点所传递的信息，利用所述信息，汇聚中心定期对网络监测性能进行评估，判断是否需要进行网络重构，即支援节点修复失效节点；此外，该汇聚中心还根据网络的覆盖性能要求自主地确定必须修复的失效节点的最小数目，一旦检测到网络覆盖率低于某一设定值，该汇聚中心将根据所需修复的失效节点的最小数目进行支援节点优化分配方法的设计，对网络进行拓扑重构；在网络拓扑重构中同时兼顾单个支援节点能耗和所有支援节点能耗，在能够修复所需最少数目失效节点的情况下，分配需要移动的支援节点，使单个支援节点的最大移动距离最小；在能够修复所需最少数目失效节点的情况下，分配需要移动的支援节点，使支援节点的移动总距离最小。