[发明专利]海上搜救无线传感器网络拓扑及拓扑控制方法

摘要

本发明公开一种海上搜救无线传感器网络拓扑，该网络拓扑包含若干一般传感器节点，其相互无线连接组成网络拓扑结构，实时监测搜救信息；汇聚节点，用于收集无线传感器网络的所有一般传感器节点的监测信息；汇聚节点及若干所述一般传感器节点相互间通过双向对称链路连接；当汇聚节点及若干一般传感器节点中任意两个节点间距小于其通信半径，则该两个节点直接通信，若大于通信半径，则通过其他节点以多跳形式进行通信。本发明将节点位移的影响加入网络模型中边权的计算过程；充分利用最小生成树结构拓扑冗余度低的优点；利用复杂网络的小世界特性通过删边和添加长程边减少最小生成树结构的平均距离。

主权项

一种海上搜救无线传感器网络拓扑的拓扑控制方法，其特征在于，该方法包含：无线传感器网络通过最小生成树方法形成初始拓扑结构；对初始拓扑结构的无线传感器网络进行删边分簇；根据节点剩余能量选出各分簇的簇首，建立簇首边的长程边；所述无线传感器网络形成初始拓扑结构时，利用节点收发数据的能耗及节点位移，建立无线传感器网络中最小生成树的权重计算方法，并求得边权重所述无线传感器网络最小生成树的权重计算方法包含：节点i，j间传输k比特数据时总能耗Cij(k,di)如式(1)：Cij(k,dij)＝ER(k)+ET(k,dij)  (1)其中，ER(k)为节点接收k比特数据时的能耗，ET(k,dij)为节点i发送k比特数据到节点j所消耗的能量；无线传感器网络边权重Wij如式(2)：wij=λCij(k,dij)+δ1Re(i)+ξ|Δs|---(2)]]>其中，Re(i)为节点i的剩余能量，Δs为节点i的位移，λ+δ+ξ＝1，且需满足对于从节点i到节点j的一条连接边，边聚集系数为式(3)：Cij(3)=zij(3)+1min[(ki-1)(kj-1)]---(3)]]>其中，是以aij为一边的三角形的数量，min[(ki‑1)(kj‑1)]代表可能的最大数量，边聚集系数描述的是链路内通信的紧密程度；上式(2)、(3)中，ξ表示位移影响度，节点相互远离时ξ<0，相互靠近时ξ>0；ξ取[0,1]间的一个随机小数，如式(4)：