[发明专利]面向网内计算的无线传感器网络中继节点部署方法

权利要求书

1.面向网内计算的无线传感器执行器网络中继节点部署方法，其特征在于，包括以下步骤，(1)、执行器节点覆盖；

执行器节点覆盖包括以下阶段，(1.1)、输入n个传感器节点位置信息S＝{s₁,s₂,…,s_n}、k个执行器节点位置信息A＝{a₁,a₂,…,a_k}、m个候选部署位置信息C＝{c₁,c₂,…,c_m}，传感器节点通信半径r_s、执行器节点通信半径r_a、中继节点通信半径r_r、跳数约束δ，其中，中继节点只能部署在候选部署位置，跳数约束用来控制端到端时延和可靠性；

(1.2)、令r(u)表示节点u的通信半径，||u-v||表示两个节点u和v之间的欧式距离，如任意两个节点u和v的距离满足||u-v||≤min(r(u),r(v))，则u和v相互覆盖对方，互为邻居，在构建完全通信图时认为每个候选部署位置具有通信半径r_r，在所有邻居节点之间生成一条边，最终构建完全通信图G；

(1.3)、在完全通信图G中，对所有执行器节点，执行以下指令：

(1.3.1)、统计与a相关联的所有传感器节点，并记这些传感器节点集合为S_a，

(1.3.2)、从C中找出其所有邻居，并记这些邻居为N_a，

(1.3.3)、从N_a中找出满足下式的所有候选部署位置

其中表示图G中节点a与s间的一条最短路径、h(·)表示某条路径的跳数，并记这些候选部署位置为为中每个候选部署位置c，计算一个权值ω(c)，计算方法如下

(1.3.4)、最终，选取中具有最小权值的候选部署位置放置中继节点，覆盖执行器节点a，并记这个用来覆盖执行器节点a的中继节点为y_a；

(1.4)、记执行完步骤(1.3)所部署的中继节点集合为Y，执行器覆盖步骤最终返回该步骤内部署中继节点集合Y和所构建完全通信图G；

(2)网络连通性构建：

依次为每个执行器节点和与其相关联的传感器节点在跳数约束下构建连通性，具体包括如下步骤：

(2.1)、对于每个执行器节点，记为a，令集合并执行以下步骤：

(2.1.1)、令集合I＝S_a，与执行器节点a相关联的所有传感器节点，这些节点的时延约束更新为δ-1，即

其中Δ(·)表示某节点到y_a的跳数约束；

(2.1.2)、为C中每个候选部署位置确定权重，方法如下：如该位置已放置中继节点，则该位置权值为0；否则，该位置权值为1；

(2.1.3)、删除I中所有与y_a相邻的节点；

(2.1.4)、对于C中每个候选部署位置，记为c，c∈C，从I中搜寻c可以有效覆盖的所有节点F(c)，其中有效覆盖的定义为：对于候选部署位置c以及节点u，如c和u互为邻居且满足下列条件

则称候选部署位置c有效覆盖节点u，即u∈F(c)；

(2.1.5)、至此，问题已降解为C中选取一些候选部署位置有效覆盖I中所有节点，即集合覆盖问题，从C中选取一组具有最小权值的候选部署位置覆盖I中所有节点；

(2.1.6)、令为采用已有带权重集合覆盖算法所求解，即所选取候选部署位置，并令按下列方法更新中所有节点时延约束

并令重复步骤(2.1.2)～(2.1.6)，直到即S_a中所有传感器节点都被连接至y_a；

(2.2)、对所有执行器节点执行步骤(2.1)后，将中继节点部署在集合所记录的候选部署位置上，最终在跳数约束下构建起所有执行器节点到与其相关联的传感器节点的通路，以此支持网内计算。