[发明专利]一种面向目标检测的无线传感器网络弱栅栏覆盖构建方法

摘要

本发明公开了一种面向目标检测的无线传感器网络弱栅栏覆盖构建方法，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；基于节点在下边界方向上的感知范围，基站将节点组成弱连接簇，并计算簇与簇之间的距离；建立有向弱栅栏图，通过查找有向弱栅栏图的最短路径，判定初始网络部署是否提供栅栏覆盖，以及构建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，本发明提出了有向弱栅栏图的模型，将所需要的最小数目(成本)可移动传感器节点问题转化为图的最短路径问题，是一种最优的解决方案。

主权项

一种面向目标检测的无线传感器网络弱栅栏覆盖构建方法，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下边界方向上的感知范围；3)基站利用弱连接簇形成算法将网络中节点组成弱连接簇，并计算簇与簇之间的距离；4)基于弱连接簇以及兴趣区域信息，建立有向弱栅栏图，找到所述有向弱栅栏图中的最短路径；若最短路径长度为0，网络初始部署提供弱栅栏覆盖；若最短路径长度不为0，最短路径的长度即为构建弱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弱栅栏图中最短路径所对应的漏洞，弥补相应漏洞，构建弱栅栏覆盖；其中，步骤3)中所述的弱连接簇形成算法的步骤为：按照节点在下边界方向上的左边界值，对所有节点进行排序，左边界值越小，节点排序越靠前；对于排序过的节点集合，初始化第一个弱连接簇，并将第一个节点作为此弱连接簇的成员，然后从左到右检查每个节点，若节点与簇的感知范围存在交集，将该节点归入当前簇，并更新簇的右边界值；如果不存在交集，创建一个新的弱连接簇，并将该节点作为新的弱连接簇的第一个成员，继续检查后面的节点；重复前面操作直到检查完最后一个节点；步骤4)中所述的弱连接簇由各节点组成，其所在下边界方向上的感知范围是其簇内每个节点在下边界方向上的感知范围的并集，且感知范围是连续的；所述的将网络中节点组成弱连接簇，具体步骤为：首先对节点进行排序为(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l)，然后检查每个节点，初始化簇wc1，并将节点a作为簇wc1的第一个成员，由于节点b与节点a的感知范围在下边界方向上存在交集，节点b被归入簇wc1，更新簇wc1的右边界，继续检查下一个节点，同样的，节点c与节点d被归入簇wc1，簇wc1的右边界也不断更新，检查节点e，节点e与簇wc1在下边界方向上不存在交集，因此新建一个簇wc2，并将节点e作为簇wc2的第一个成员，继续检查后面的节点，直到最后一个节点l被检查过，最后得到两个弱连接簇wc1＝{a,b,c,d}和wc2＝{e,f,g,h,i,j,k,l}。