[发明专利]一种分布式的无线传感器网络拓扑重构方法

权利要求书

1.一种分布式的无线传感器网络拓扑重构方法，其特征在于：

将无线传感器网络中的多个无线传感器节据是否具有移动能力分为固定节点和支援节点；固定节点被部署之后始终处于活跃状态，用于获取被监测区域的信息，在网络运行过程中会因能量耗尽及外界干扰而失效；支援节点在网络初始部署时处于休眠状态，在出现固定节点失效的情况下可以转为活跃状态，用于修复失效的固定节点；

每个支援节点接收周围固定节点对环境的感知信息并对它们的状态进行监测，检测固定节点是否有失效的节点；当失效节点数目超过能够维持最低网络覆盖性能要求所允许的失效节点数目时，支援节点将与失效节点进行一一配对修复或者替代；每个支援节点将限制自身的通讯距离，只能与其通讯范围内的节点进行信息传递，同时与其通讯范围内的支援节点交换失效节点的信息并进行优化配对，选择距离支援节点最近的感知可达、且没有被配对过的失效节点进行初始配对；再进行配对调整，在这一过程中，每个支援节点通过与其通讯可达支援节点交流配对信息进行配对调整，若两个支援节点交换彼此的初始配对失效节点将使它们移动的总距离缩短，则所述两个支援节点交换彼此的初始配对节点。

2.如权利要求1所述的分布式的无线传感器网络拓扑重构方法，其特征在于：在进行优化配对过程中，定义某一支援节点u的通讯可达支援节点集合如下：

Ncu={v∈M|D(u,v)≤R,v≠u}---(1)]]>

其中，D(u,v)表示支援节点u与支援节点v之间的欧氏距离；R表示支援节点的通讯距离；

1)初始配对阶段：在这一过程中，每个支援节点通过所获取的局部信息与网络中的失效固定节点进行一一配对；从任意一个支援节点开始，该支援节点选择距离自己最近的失效节点进行初始配对；然后，下一个支援节点在剩余未配对的失效节点中选择距离最近的节点进行初始配对；直到所有支援节点逐一与失效节点进行初始配对；最后，每个支援节点都有一个初始配对的失效节点与其一一对应。

2)配对调整阶段：在这一过程中，设支援节点u在初始阶段的配对节点为失效节点j_u，支援节点u的某一通讯可达支援节点v的初始配对失效节点为j_v；用表示支援节点u与失效节点j_u之间的欧式距离，为支援节点v与失效节点j_v之间的欧式距离，表示支援节点u与失效节点j_v之间的欧式距离，为支援节点v与失效节点j_u之间的欧式距离；若式(2)成立，则支援节点u与v将交换各自的初始配对节点，否则u将保持现有配对状态；

wu,ju+wv,jv>wu,jv+wv,ju---(2)]]>

支援节点u将逐一对其通讯可达支援节点集合中的所有节点重复上述配对调整过程，直到移动距离不再减少为止。