[发明专利]一种传感器节点动态调节方法、设备及存储介质

权利要求书

1.一种传感器节点动态调节方法，其特征在于，所述传感器节点动态调节方法包括以下步骤：

S1、在待监测区域采用固定位置部署的方式部署多个传感器节点；

S2、采用基于人工鱼群算法的传感器监测方向初步调节策略对各个传感器节点的感知方向进行调节，寻找局部每个节点的最大覆盖面积，来实现整体监测网络具有最大的覆盖面积；

S3、判断待监测区域内是否出现目标，若是，采用监测方向优化调节策略对各传感器节点进行局部调节，使所述目标周边的传感器节点都能朝向所述目标，实现对目标区域监测面积的最大化；否则，返回步骤S2；

S4、在所有参与目标监测的传感器节点中，依据节点的剩余能量和监测效果，选择出最佳节点，用于对目标区域进行监测，平衡节点间的能量消耗；

S4中，所述在所有参与目标监测的传感器节点中，依据节点的剩余能量和监测效果，选择出最佳节点的步骤，包括：

S41、选出能够监测到目标的节点；

S42、获取这些节点此时的剩余能量E；

S43、获取这些节点对目标物体的显著性识别图，并计算出显著性识别图中目标面积M与目标离图像中心的距离D；

S44、根据如下公式计算出每个节点对应的置信度值Y：

其中，σ是权重值，E是进行归一化后的结果，取值大小为0-1之间；

S45、根据每个节点的置信度值Y，选取出具备最大Y值的节点作为最佳节点；

S5、判断待监测区域内的目标是否移动，若是，根据UKF方法预测所述目标的运动轨迹，选出下一时刻待调节的节点，返回步骤S3，直至目标移出监测区域；否则，在固定的时间间隔后，返回步骤S4，对目标进行持续监测。

2.根据权利要求1所述的传感器节点动态调节方法，其特征在于，所述S1具体包括以下步骤：

S11、根据传感器节点摄像头的感知半径和感知角度，得到每个传感器节点对应的感知圆，即理想状态下对应的监测范围，进而根据所述感知圆，得到对应的内接正方形；

S12、根据所述内接正方形填充待监测区域，然后在每个内接正方形的中心放置传感器节点；

S13、若待监测区域的周边出现空白区域，将空白区域按照所述内接正方形的边长分割成一个个小矩形，然后在每个小矩形的中心位置放置传感器节点，以实现在覆盖冗余率相对较小的情况下，完成待监测区域的全覆盖。

3.根据权利要求1所述的传感器节点动态调节方法，其特征在于，S2中，所述采用基于人工鱼群算法的传感器监测方向初步调节策略对各个传感器节点的感知方向进行调节的步骤，包括：

S21、调节待监测区域边界的传感器节点，根据传感器节点的坐标位置进行初步调节，使传感器节点的感知方向都指向待监测区域内；

S22、将每个传感器节点的感知扇形的质心对应每条人工鱼，感知方向的旋转调节对应于感知扇形的质心的移动；

S23、依次对每个传感器节点的感知环境进行分析，采取相应调节策略：当一个节点的感知圆与其周围节点的感知扇形都存在相交时，该节点应采取“觅食”行为；对于某个传感器节点，如果其周边存在一个感知扇形与该节点的感知圆不相交的节点时，该节点应采取“跟随”的行为。

4.根据权利要求1所述的传感器节点动态调节方法，其特征在于，S3中，所述采用监测方向优化调节策略对各传感器节点进行局部调节的步骤，包括：

S31、当初步调节好的传感器监测网络中出现目标物体时，根据监测到目标节点的感知方向信息推断出下一阶段待调节的节点；

S32、所有待调节的节点都采取“觅食”行为，即各节点在现有感知方向位置周边寻找新的方向，如果新的方向对应的“对目标物体的监测面积”更大，则节点的质心向新位置移动，以实现整体监测网络具有最大的覆盖面积。