[发明专利]一种面向目标检测的无线传感器网络强栅栏覆盖构建方法

摘要

本发明公开了一种面向目标检测的无线传感器网络强栅栏覆盖构建方法，用以解决目前无线传感器网络中栅栏覆盖存在漏洞，导致目标丢失的问题。该方法包括随机部署传感器节点到兴趣区域，节点汇报自己的位置与朝向角信息给基站；基于节点在二维空间的感知范围，基站将节点组成强连接簇，并计算簇与簇之间的距离；建立有向强栅栏图，通过查找有向强栅栏图的最短路径，判定初始网络部署是否提供强栅栏覆盖，以及构建强栅栏覆盖所需的最少可移动节点数目(或成本)。与传统栅栏覆盖方法不同，本发明提出了一种最优的强栅栏覆盖构建方法。

主权项

一种面向目标检测的无线传感器网络强栅栏覆盖构建方法，其特征在于包含如下步骤：1)传感器节点随机部署到兴趣区域，各节点汇报自身的ID、地理位置及朝向角信息给基站；2)基于节点所汇报信息，基站计算每个节点在二维空间的感知范围；3)基站利用强连接簇形成算法将网络中节点组成强连接簇，并计算簇与簇之间的距离；4)基于强连接簇以及兴趣区域信息，建立有向强栅栏图，找到所述有向强栅栏图中的最短路径；若最短路径长度为0，网络初始部署提供强栅栏覆盖；若最短路径长度不为0，最短路径的长度即为构建强栅栏覆盖所需的最少可移动传感器节点数目；5)部署所需的可移动传感器节点，并将可移动传感器节点移动到有向强栅栏图中最短路径所对应的漏洞，弥补相应漏洞，构建强栅栏覆盖；步骤3)中所述的强连接簇由节点组成，其在二维空间的感知范围是其簇内每个节点在二维空间的感知范围的并集，且感知范围是连续的；步骤3)中所述的强连接簇形成算法步骤为：第一步：每个节点广播自身位置和接收邻居位置信息，知道自己的邻居节点位置以及邻居数目；第二步：建立一个节点集合，按照邻居数目的多少，对于节点进行排序，邻居数目最多的排在最前面；第三步：初始化一个新簇，并将节点集合中最前面的节点作为第一个成员，并将该节点从节点集合中剔除；第四步：对于任意一个加入当前簇的新节点，找到它所有的邻居节点，将他们从节点集合中剔除，并放入当前簇；第五步：重复第四步直到没有新节点加入当前簇；第六步：如果节点集合为空集，算法结束，否则回到第三步；所述的将节点组成强连接簇，具体步骤为：首先，对节点进行排序，邻居数目最多的节点排在最前面，顺序为S＝(f,g,a,b,c,d,e,h,i,j,k,l)，然后检查每个节点，初始化簇sc1，并将节点f作为sc1的第一个成员，将f从S中删除，在S中寻找f的邻居，节点g和节点e被归入簇sc1，并将节点g和节点e从S中删除，分别在S中寻找节点g的邻居和节点e的邻居；将节点h归入簇sc1，并将节点h从S中删除；由于节点e在S中不存在邻居，对节点e检查结束，节点h为新加入的节点，对节点h进行检查，S中找不到节点h的邻居，对节点h检查结束，簇sc1＝{e,f,g,h}构建完毕，此时S＝(a,b,c,d,i,j,k,l)，重复上面的操作，得到簇sc2＝{a,b}，簇sc3＝{c,d}，簇sc4＝{i,j}和簇sc5＝{k,l}。