[发明专利]基于虚拟力算法的无线传感网覆盖优化方法与系统

摘要

本发明提供一种基于虚拟力算法的无线传感网覆盖优化方法，包括以下步骤1、设定无线传感网的监测区域范围、传感器的探测距离；2、无线传感器在监测区域范围内的布撒；3、确定无线传感器节点的坐标值，计算各节点之间距离，存储至节点坐标矩阵；4、计算各节点的受力情况；5、判断节点移动是否满足约束条件如果是则以当前的节点坐标矩阵作为节点位置数据输出；否则进入下一步骤；判断节点位置与监测区域范围的边界之间的距离是否超过距离阈值如果未超过，则使节点受力后正常移动，返回步骤3；如果超过，则使节点停止向监测区域范围的边界方向的移动，回弹第二距离阈值，然后返回步骤3。本发明还涉及一种无线传感网覆盖优化系统。

主权项

一种基于虚拟力算法的无线传感网覆盖优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、通过输入设定无线传感网的监测区域范围、传感器的探测距离；步骤2、使用随机数矩阵生成方式实现无线传感器在监测区域范围内的布撒，形成节点分布图；步骤3、确定所有无线传感器节点的坐标值，并根据节点坐标逐个计算各节点与其余各节点之间距离，存储前述节点坐标值及节点间距离至一节点坐标矩阵；步骤4、根据节点间距离值计算各节点的受力情况，包括斥力和引力；步骤5、判断节点移动是否满足约束条件：如果是，则以当前的节点坐标矩阵作为节点位置数据输出；否则，进入下述步骤6；步骤6、判断节点位置与监测区域范围的边界之间的距离是否超过一距离阈值：如果未超过距离阈值，则使节点受力后按照其所受斥力或引力的方向和大小移动，且每次移动的距离为0.1m，然后返回步骤3；如果超过该距离阈值，则使节点停止向监测区域范围的边界方向的移动，并回弹设定的第二距离阈值，然后返回步骤3；其中，前述步骤4中，节点受力的计算，包括以下步骤：以下述公式计算引力y引力(x)和斥力y斥力(x)：其中，x为节点间的距离，dbal为节点间的平衡距离，dmax＝4r，r为前述设定的传感器的探测距离。