[发明专利]采用可信信息覆盖模型检测无线传感网覆盖空洞的方法

摘要

采用可信信息覆盖模型检测无线传感网覆盖空洞的方法，先建立可信信息覆盖模型，再利用该模型对覆盖空洞进行检测。其检测方法如下：a、在重建场中随机部署N个传感器节点，把整个重建场分割成M个重建区域，取其中心为重建点，对每个重建区域进行编号。b、检测出无传感器节点的重建区域，该重建区域为可信信息覆盖空洞，对其进行标记与编号。c、删除步骤b中的重建区域编号，采用可信信息覆盖模型，计算有节点的每一个重建区域的均方根误差值，与网络用户设定的阈值进行比较，判断是否为可信信息覆盖空洞。d、利用图像处理中的边界提取方法提取可信信息覆盖模型覆盖空洞的边界信息，确定可信信息覆盖模型覆盖空洞的位置、数目和大小。

主权项

采用可信信息覆盖模型检测无线传感网覆盖空洞的方法，其特征是：首先建立可信信息覆盖模型，然后利用可信信息覆盖模型对无线传感器网络覆盖空洞进行检测，其具体操作步骤如下：A、首先建立可信信息覆盖模型：用时空随机过程描述在环境监测中所需监测的环境变量，表示为{X(p,t):p∈R^d,t∈R⁺}，根据环境变量的时空相关特性将目标区域进行离散化分割，得到N个离散的空间点，在时刻t，用来表示空间点集合P上的环境信息，P＝(p₁,p₂,…,p_N)，在目标区域部署M个传感器节点，通常假设M＜N，重建信息是指通过对传感器的感测数据进行处理后获取的重建的环境变量信息，用来表示时刻t的重建信息；结合环境变量的时间相关性和空间相关性，在一个时间窗口T内考察传感器网络的信息协同重建架构和功能，用Φ(·)来表示时间段T内的协同重建可信度函数，选用均方根误差RMSE的时间平均值作为一个空间点p的重建质量可信度的度量，即：式中Φ(p)为一通用的重建可信度定义，其具体形式与被监测的环境变量的时空特性以及所选取的信息重建函数密切相关，如对土壤湿度参数，用如下的高斯变差函数来建模：式中D为一常数，称为该环境变量的变程，采用空间信息统计学中常用的Kriging方法来进行信息协同重建，对每个空间点，利用距离其最近的n个节点的感测数据来重建其信息，重建参数λ_i(i＝1,2,…,n)与高斯变差函数之间的关系如下：通过数学运算，得到该点的重建可信度计算公式：式(4)即可信信息覆盖模型，利用式(4)来计算在该空间点p上信息协同重建的可信度，换言之，Φ(p)看做是p点周围节点对p点的覆盖程度；B、采用可信信息覆盖模型检测无线传感网覆盖空洞,其具体检测方法如下：a、在重建场中随机部署N个传感器节点，把整个重建场分割成M个重建区域Z_i，Z_i(i＝1,2,…,M)，取其中心为重建点P_i，P_i(i＝1,2,…,M)，并对每个重建区域进行编号，如果一个重建点被覆盖住，那么这个重建区域被覆盖住；b、对整个重建场中的每个重建区域Z_i，首先需要检测出没有传感器节点的重建区域Z_i，该重建区域就是一个可信信息覆盖空洞，对该重建区域进行标记，并获取其编号；c、删除步骤b中的重建区域编号，对剩余有传感器节点的重建区域，采用可信信息覆盖模型，计算有节点的每一个重建区域的均方根误差RMSE的值，然后与用户根据需要设定的阈值ε₀进行比较，如果检测出RMSE>ε₀，侧判断为可信信息覆盖空洞，并对该重建区域进行标记，并获取其编号，如果检测出RMSE<ε₀，侧判断为非可信信息覆盖空洞；d、最后利用图像处理中的边界提取方法提取可信信息覆盖模型覆盖空洞的边界信息，并最终确定可信信息覆盖模型覆盖空洞的位置、数目和大小。