[发明专利]一种传感器网络通信节点优化布控方法

摘要

本发明公开了属于轨道交通信息检测技术领域的一种传感器网络通信节点优化布控方法。在城市轨道交通基础设施检测系统中采用传感器网络进行信息检测，该网络分为通信层和检测层，通信层上层网络中的节点为接入节点负责其覆盖范围内传感器网络信息的搜集、接入、融合并进行通信方式的转换，把检测信息发送至数据中心；下层网络中的节点为接入转发节点，采用无线通信技术向AP节点转发检测数据；检测层检测轨道交通基础设施状态数据，布设有各类检测节点；本发明建立了基于最大带宽利用率的通信层上层网络AP节点个数优化模型，得到最佳AP节点个数；通过数值实验及对比，能够有效地解决城市轨道交通基础设施状态检测的网络节点个数优化问题。

主权项

一种传感器网络通信节点优化布控方法，其特征在于，含有以下步骤：(1)通过传感器网络进行分析和建模，给出了面向信息采集和数据传输的传感器网络的层次结构和通信模型；其传感器网络的层次结构是分为通信层和信息检测层，通信层的上层网络中的节点为接入节点即AP节点，负责其覆盖范围内传感器网络信息的搜集、接入、融合并进行通信方式的转换，把检测信息发送至数据中心；下层网络中的节点为接入转发节点即RP节点，采用无线通信技术向AP节点传送检测数据；信息检测层检测轨道交通基础设施状态数据，布设有各类传感器作为检测节点，称作ED节点；(2)提出最大带宽利用率的优化目标，在ED节点类型和数目已知的情况下，给出分别针对AP节点和RP节点的两层优化模型，上层是AP节点优化模型，得到最佳的AP节点数及各AP节点覆盖的ED节点类型和个数；下层是RP节点优化模型，针对每个AP节点，给出该AP节点下最优RP节点个数及各RP节点负责直接转发的ED节点类型和个数；(3)针对现有网络下增加新ED节点及考虑各ED节点权重具有普遍应用约束的情形，给出了不同情形下的最大带宽或权重模型，以及AP节点和RP节点个数优化方法和步骤；(4)针对以上各模型，提出了基于粒子群算法的模型求解方法，并给出了具体的求解步骤和实施流程图；(5)给定典型区域需要布设的ED节点信息，利用各情形下的模型，给出了基于粒子群算法的模型求解实例，并给出了最优节点个数和各节点下的最优ED节点组合。