[发明专利]一种基于内分泌调控机理的无线传感器网络监测系统有效

专利信息
申请号: 201510362803.6 申请日: 2015-06-25
公开(公告)号: CN105050126B 公开(公告)日: 2019-02-26
发明(设计)人: 任立红;张剑楷;丁永生;郝矿荣;姚光顺;陈蕊 申请(专利权)人: 东华大学
主分类号: H04W24/04 分类号: H04W24/04;H04W52/02;G08C17/02
代理公司: 上海天翔知识产权代理有限公司 31224 代理人: 高迷想
地址: 201620 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 内分泌 调控 机理 无线 传感器 网络 监测 系统
【权利要求书】:

1.一种基于内分泌调控机理的无线传感器网络监测系统,由WSN节点、Sink节点和远程监测中心组成;WSN节点包括锚节点和非锚节点,WSN节点随机分布在监测区域内,WSN节点在通信半径R内能够相互通信,WSN节点硬件包括处理器模块、无线通信模块、传感模块和电源供应模块,其特征是所述基于内分泌调控机理的无线传感器网络监测系统通过WSN节点的传感模块采集目标的监测数据并由无线通信模块发送采集到的监测数据来实现监测过程,包括以下步骤:

(1)WSN节点初始化设置;根据内分泌调控机理,设置每个WSN节点,根据激素浓度和采样频率将WSN节点分成监测节点、浅度休眠节点和深度休眠节点三种;

(2)监测节点以初始化的采样频率采集目标的监测数据,并通过LEACH路由协议将监测数据发送到Sink节点,Sink节点将监测数据发送到远程监测中心;

(3)当监测节点的采样时刻k≥m时,计算该监测节点在采样时刻k的预测值的相对增量比Ddratek;m为回归窗口宽度;

(4)若监测节点采样时刻k的预测值的相对增量比Ddratek大于阈值α1,则启用该监测节点通信半径R范围内的浅度休眠节点,使其进入监测状态,成为辅助监测节点,采集目标的监测数据;

同时,该通信半径R范围内所有的监测节点和辅助监测节点向上调整采样频率;

(5)若监测节点在采样时刻k的预测值的相对增量比Ddratek小于等于阈值α1,则向下调整采样频率;

如果辅助监测节点在采样时刻k的预测值的相对增量比Ddratek小于等于阈值α1,则调整其激素浓度,直至该辅助监测节点重新进入浅度休眠状态,成为浅度休眠节点,此时,仅保留基本通信功能,不采集目标的监测数据;

(6)判断WSN节点能量;

当WSN节点的能量低于设定阈值α2时,搜索该WSN节点通信半径R范围内是否存在深度休眠节点;如果存在深度休眠节点,则找到离该监测节点最近的深度休眠节点,使其加入监测网络成为替补监测节点,采集并发送目标的监测数据;否则该WSN节点死亡,退出监测网络;

(7)判断监测网络中正常采集并发送目标监测数据的WSN节点数占所有WSN节点总数的百分数是否低于设定阈值α3,如果低于α3,则网络失效。

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