[发明专利]基于邻接矩阵的水下传感器网络的栅栏覆盖方法

摘要

本发明提供了一种基于邻接矩阵的水下传感器网络的栅栏覆盖方法，首先对随机部署的全向传感器进行排序，再从与矩形检测区域左边界距离满足条件的传感器开始，根据栅栏覆盖条件逐一寻找到合适的节点构建栅栏。本发明利用邻接矩阵来搜索满足条件的节点构建栅栏，能够节约传感器资源，用尽可能少的传感器节点构建1‑弱栅栏和1‑强栅栏，以及k‑弱栅栏和k‑强栅栏，并保证构建过程更简单，运算复杂度更低。

主权项

一种基于邻接矩阵的水下传感器网络的栅栏覆盖方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，对传感器网络中随机部署的所有传感器按照位置横坐标由左向右升序排列，横坐标相同的传感器按照位置纵坐标升序排列，并对每个传感器采用s1～sN进行标识，形成传感器网络图；第二步，构建传感器网络的覆盖图，具体步骤如下：(1)如果目标以垂直路径自上而下穿越监测区域，则构建弱栅栏覆盖，将每个传感器作为覆盖图的顶点；若其中两顶点si和sj的横纵标距离|xj‑xi|≤2Rs，j＞i，Rs表示传感器的感知半径，则将这两顶点之间用直线连接作为覆盖图的边，否则顶点si与sj及其右边的所有顶点之间不存在边；(2)如果目标以任意路径自上而下穿越监测区域，则构建强栅栏覆盖，将每个传感器作为覆盖图的顶点；若其中两顶点si和sj的欧氏距离d(si,sj)≤2Rs，则将这两顶点之间用直线连接作为覆盖图的边，否则顶点si与sj及其右边的所有顶点之间不存在边；第三步，根据覆盖图建立UT‑邻接矩阵，具体步骤如下：(1)弱栅栏对应的邻接矩阵Aw＝(aij)N×N，其中元素aij表示覆盖图中顶点si和sj之间的位置关系，若si和sj之间存在边则aij＝1，否则aij＝0；(2)强栅栏对应的邻接矩阵为As＝(aij)N×N，其中元素aij表示覆盖图中顶点si和sj之间的位置关系，若si和sj之间存在边则aij＝1，否则aij＝0；第四步，搜索与区域左边界距离小于Rs的传感器si作为所构建栅栏的第一个节点；若存在多个与左边界距离小于Rs的传感器，取其中横坐标最大的传感器作为第一个节点；若不存在与左边界距离小于Rs的传感器，则该传感器网络无法构建栅栏；第五步，转至邻接矩阵的第i行，选取该行最右边为1的元素ai,j，节点sj为构建栅栏所需的下一个节点；重复第五步操作，直到搜索的节点与区域右边界距离小于Rs，该节点为所构建栅栏的最后一个节点。