无线传感器网络中节点调度覆盖空洞的避免方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN104540201A
(43)申请公布日2015.04.22

(21)申请号CN201510056988.8

(22)申请日2015.02.04

(71)申请人河南大学
地址475001河南省开封市明伦街85号

(72)发明人凡高娟周福娜黄亚博刘原

(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)

代理人刘建芳

(51)Int.CI
H04W52/02
H04W84/18

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称
无线传感器网络中节点调度覆盖空
洞的避免方法

(57)摘要
本发明公开了一种用于无线传感器
网络节点调度中覆盖空洞的避免方法，该
方法在保证监测区域覆盖的前提下，根据
节点的能量消耗情况，对节点状态进行合
理分配：若剩余能量大于给定的阈值让其
进入能量节约的休眠状态；若剩余能量小
于给定的阈值，且该节点自身符合休眠条
件，则该节点进入休眠时间更长的沉睡状
态；若不符合休眠条件，则该节点向邻居
节点发出求救信息，邻居节点进行自我检
查是否符合支援条件进而对该节点进行支
援。本发明主要用于解决节点调度机制中
部分节点能量消耗过快，造成这些节点失
效进而引起该节点所在区域的覆盖空洞问
题，从而达到节约网络能量，有效延长整
个网络的生存时间。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种无线传感器网络中节点调度覆盖空洞的避免方法，其特征在于：包括以下步
骤：

（1）、设节点的初始态为空闲态，首先判断该节点是否有数据包需要处理：如果
有数据需要处理，则节点进入活动态，处理数据后进入步骤（2）；若无数据包需
要处理，则进入步骤（2）；

（2）、计算该节点被邻居节点覆盖的覆盖冗余率<i>δ</i>，进入步骤（3）；

（3）、判断该节点当前剩余能量值<i>E</i>_<i>i</i>是否大于设定的能
量阈值<i>E</i>_{<i>th</i>_<i>fsleep</i>}，若是，则进入步骤（4）；若
否<i>，</i>则进入步骤（6）；

（4）、判断该节点是否符合休眠条件：若该节点符合休眠条件，则该节点向邻居
节点发送预休眠消息，进入预休眠状态，同时启动一个延迟计时器

<i>T</i>_{<i>backoff</i>}<i>，</i>进入步骤（5）；若不符合休眠条件，
返回步骤（1）；

（5）、该节点如果在<i>T</i>_{<i>backoff</i>}内收到邻居节点发送的预
休眠消息，返回步骤（1）；如果在<i>T</i>_{<i>backoff</i>}内未收到预
休眠消息，节点进入休眠状态，休眠时间<i>T</i>_<i>s</i>结束后返回
步骤（1）；

（6）、判断该节点是否符合沉睡条件：若节点符合沉睡条件，则进入沉睡状态，

沉睡时间<i>T</i>_{<i>deepsleep</i>}结束，返回步骤（1）；若不符合沉
睡条件，则向邻居节点发出求救消息等待支援，进入步骤（7）；

（7）、判断该节点是否收到邻居节点的求救消息：若收到邻居节点的求救消息，
并把求救节点发来的信息存放到邻居列表中，并从邻居列表中选择

<i>d</i>/<i>E</i>_<i>r</i>最小的节点作为该节点的求救节点，并进入
沉睡状态，沉睡时间<i>T</i>_{<i>deepsleep</i>}结束，返回步骤（1）；
若没收到邻居节点的求救消息，进入步骤（8）；

（8）、判断节点的当前能量值<i>E</i>_<i>i</i>是否等于0：若当前能
量值<i>E</i>_<i>i</i>不等于0，则返回步骤（1）；若当前能量值
<i>E</i>_<i>i</i>等于0，本节点的调度过程结束；

（9）、返回步骤（1），进行其它节点的调度过程。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络中节点调度覆盖空洞的避免方法，其特征
在于：所述的步骤（7）的收到求救消息的流程具体如下：

步骤1：判断节点是否收到求救消息：若节点没有收到求救消息，返回继续判断；

若节点收到求救消息，求出节点离求救节点之间的距离，记为<i>d</i>，进入步骤
2；

步骤2：估算节点进行救援后剩余的能量值，记为<i>E</i>_<i>r</i>，
进入步骤3；

步骤3：判断节点剩余能量值<i>E</i>_<i>r</i>是否大于阈值
<i>E<