[发明专利]一种无线网络传感器网络覆盖的分布式方法

说明书

本发明公开了一种无线网络传感器网络覆盖的分布式方法，任务指定完成时间被设为定值，针对如何使得节点对点位置的覆盖最大化建立了数学模型；为求解此模型，任务指定完成时间被按轮进行划分，实现每一轮中如何挑选最合适的工作节点，同时关闭其他冗余节点，使得实际网络寿命大于任务指定时间；此外每一轮中如何选择工作节点的最优工作时间方案，使得节点对点位置的覆盖最大；因此，提出了改进的分布式算法。本发明通过仿真实验，在总有效覆盖时间、网络寿命、平均加权事件探测率和网络节点剩余能量均匀度方面，改进的算法的性能都超过了原来的算法和随机算法的性能。

技术领域

本发明属于无线网络传感器技术领域，尤其涉及一种无线网络传感器覆盖的分布式方法。

背景技术

无线传感器网络是由大量能量有限的微型传感器节点组成，这些节点被随机部署在指定的监测区域，以探测覆盖监测区域中的重要目标。因此，选择合适的节点进行工作，让有限的能量得到合理且有效的利用是无线传感器网络设计的核心，在有限的网络寿命中让节点对关键位置的感知覆盖最大化是无线传感器网络研究的热点之一。

现有的大多数覆盖算法都是在满足特定区域覆盖的情况下，研究如何延长网络寿命。然而，少有工作主要研究如何让节点对关键位置的覆盖最大化。文献《Spatial-temporal coverage optimization in wireless sensor networks》和《DistributedCritical Location Coverage in Wireless Sensor Networks with LifetimeConstraint》将网络寿命设为定值，选择工作节点最优的工作时间方案，使得节点对关键位置的覆盖最大。不同的是，文献《Spatial-temporal coverage optimization in wirelesssensor networks》主要研究对区域的面覆盖，《Distributed Critical LocationCoverage in Wireless Sensor Networks with Lifetime Constraint》主要研究对关键的点位置的覆盖，此外，在文献《Spatial-temporal coverage optimization in wirelesssensor networks》中提出的分布式算法实质上是性能没有保障的启发式算法，而文献《Distributed Critical Location Coverage in Wireless Sensor Networks withLifetime Constraint》证明了它的算法的近似度为一个常数。然而将网络寿命设为定值的弊端是使得网络不能满足富于变化的任务需求，同时忽视了网络寿命可提高的空间，最终使得节点对点位置的覆盖没有达到最大。因此，对文献《Distributed Critical LocationCoverage in Wireless Sensor Networks with Lifetime Constraint》进行了改进，目的是在满足任务指定时间的前提下，使得节点对点位置的覆盖最大，同时让实际网络寿命大于任务指定的时间。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种无线网络传感器网络覆盖的分布式方法，旨在解决现有的算法将实际网络寿命设为常量，不能很好的满足动态的任务要求，因此忽略了实际的网络寿命可以提升的空间，从而使得总的有效覆盖时间没有到达最大的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种无线网络传感器网络覆盖的分布式方法，该无线网络传感器网络覆盖的分布式方法包括：

将任务指定完成时间设为预设网络寿命，并将设为常值的预设网络寿命L按轮来划分为轮，每一轮时间为l，在每一轮中通过筛选最大额外有效覆盖时间大于零的节点进行工作，其他冗余节点关闭探测功能进入睡眠；