[发明专利]基于无人机的无线传感器网络修复方法

权利要求书

1.基于无人机的无线传感器网络修复方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、无线传感器网络节点按照预先要求部署在环境监测区域中，网络节点通过无线模块按照预先通信协议，自主形成环境监测无线传感器网络，网络节点周期性或触发性的采集监测区域的环境参数信息，并通过网络发送给云端服务器；在几轮状态信息采集完成后，云服务器或远程监控服务器将网络节点的状态参数值与参数阈值进行对比分析，将网络节点分为正常、失效、临界三种状态；

S2、依照失效与临界状态的网络节点原因，配置克服相对应失效原因的二次部署网络节点，考虑到节点二次部署可能存在部署不成功的因素，配置冗余网络节点，然后将二次部署节点和冗余网络节点放置无人机箱体内，远程服务器驱动无人机按照飞行轨迹移动，进行节点的二次补充；

S3、投递的网络节点配备有振动传感器，在投递完成后，根据原先位置失效或临界状态的节点状态信息，加入相应的子网络，并将相关部署完成信息发送给无人机，当部署失效即二次部署节点未进入正常工作模式，无人机调整位置再次投递备用节点，再次进行节点的二次部署；当部署完成时，无人机结束悬停模式，并飞往下一个节点位置，完成下一个网络节点的二次部署，最终完成信息的上传；与之同时，当二次部署的节点正常工作后，发送相应部署信息给远端服务器，进而方便管理者和用户；

S4、在无人机按照预先的飞行轨迹，完成大规模无线传感器网络节点的二次部署时，无人机上配备有4G或其他远程通信模块，实时将二次部署情况远程发送给服务器，方便管理者进行实时部署监控和对二次部署进行动态调整，当无人机完成部署后，无人机按照原点位置返回起飞原点，与之同时无人机上配有摄像头模块，相关图像或是视频通过4G或是其他通信模块传输到远端服务器，方便用户或管理者进行视频观看与网络节点部署的动态调整。

2.根据权利要求1所述基于无人机的无线传感器网络修复方法，其特征在于，步骤S1中，所述节点自身的参数信息包括：位置信息、剩余能量、能量效率、通信信号强度、丢包率以及邻居节点。

3.根据权利要求1所述基于无人机的无线传感器网络修复方法，其特征在于，步骤S1中，所述网络节点通过无线模块按照预先通信协议，自主形成环境监测无线传感器网络，具体为：

网络节点中预先配置有无线通信协议，首先网络中任意网络节点，发起组网请求，周围的节点加入该网，重复上述步骤，直到所有节点均加入该网络。

4.根据权利要求1所述基于无人机的无线传感器网络修复方法，其特征在于，步骤S1中，正常状态的网络节点功能正常，节点失效的概率极小；失效节点即该节点已经失效并无法工作；临界状态网络节点即存在的极大概率成为失效节点，采用节点状态分类，可以迅速查找出失效以及即将失效的节点，在节点处于临界状态时，进行无线传感器网络修复，降低由于节点失效引起的采集数据的丢失。

5.根据权利要求1所述基于无人机的无线传感器网络修复方法，其特征在于，步骤S2中，将二次部署节点和冗余网络节点放置无人机箱体内之后，还包括下述步骤：

将无人机箱体内的网络节点按照种类进行映射，即建立无人机箱体与网络节点的映射表，并将该映射表存放在无人机控制系统中；

将失效与临界状态节点的位置信息与所述映射表建立对应关系，然后由远程服务器驱动无人机按照移动的飞行最短轨迹完成飞行，该飞行轨迹由失效与临界状态节点的位置，采用解决经典旅行商问题方法的得到，进行节点的二次补充；

当无人机飞往失效节点或临界状态节点的上空位置时，无人机启动悬停模式，并根据失效与临界点状态的网络节点原因，按照箱体节点对应表与节点位置关系，投递配有降落伞的网络节点；

二次部署节点着陆后，网络节点快速初始化，并通过无线模块与周围的邻居节点建立通信并完成组网，同时将部署完成的信息通过无线模块发送给无人机，无人机接收到该信息后，飞往下一个需要部署的节点位置上空，采用同样的策略再次完成节点部署；

当无人机未收到节点部署完成信息时，无人机适当调整飞行高度、位置重新进行部署；

以此循环，完成节点的部署进而完成的环境监测网络的修复。