[发明专利]一种基于分层的有效传感器节点部署方法

摘要

本发明涉及一种基于分层的有效传感器节点部署方法，包括播撒于目标水域表面的节点，有一部节点作为汇聚节点部署在水面，位于第0层，其他节点相对于汇聚节点下沉一定距离。沉降后的节点生成泰森图并计算泰森多边形的平均面积，大于平均面积的节点保持深度不变，小于的则继续进行沉降；沉降时判断是否存在下沉空间，如果下沉空间大于节点感知半径r且小于计算所得层间距，则改变下沉距离为r；若下沉空间小于节点感知半径r，则代表着节点沉降过程的结束；最后一层无法沉降的节点作为冗余节点进行间断性休眠；节点分簇。

主权项

一种基于分层的有效传感器节点部署方法，包括下列步骤：1)播撒于目标水域表面的节点，有一部节点作为汇聚节点部署在水面，位于第0层，其他节点相对于汇聚节点下沉一定距离Δh，沉降距离Δh的值通过数据中心发送给各个节点进行自主沉降，Δh计算公式为：其中r为节点的感知半径大小，Dave为该层节点间的平均距离；2)沉降后的节点生成泰森图并计算泰森多边形的平均面积Save，大于平均面积的节点保持深度不变，小于的则继续进行沉降；沉降距离Δh的大小通过步骤1)的公式计算可得；3)沉降时判断是否存在下沉空间，如果下沉空间大于节点感知半径r且小于计算所得层间距，则改变下沉距离为r；若下沉空间小于节点感知半径r，则代表着节点沉降过程的结束；4)如此反复执行步骤2)和3)直到节点无法继续沉降，最后一层无法沉降的节点作为冗余节点进行间断性休眠，用于后期早亡节点的替代节点；部署工作完成之后节点进行分簇，同层内邻居节点数最多的节点作为簇头，信息由簇内节点发送至簇头，再由簇头向上传输至水面的汇聚节点，汇聚节点再通过无线电方式传输至数据中心；5)网络运行过程中若有节点剩余能量低于所设定的阈值Eg时，以该节点为中心，r为半径向下传输替代请求信号，寻找水域底部间断休眠的冗余节点；超出规定的时间t0无响应则表示无合适节点可替代，再选择簇内贡献程度最小的节点进行替代；6)当步骤5)无法继续执行时表明该节点一旦死亡就表明该簇已无剩余节点，会出现覆盖真空情况，此时将信息反馈至数据中心，由数据中心调节AUV的行进路线，填补覆盖区域，一定程度上继续保证通信链路连续，延长网络的生存时间。