一种多Sink节点移动的无线传感网生存时间优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103686922103686922A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310701107.4H04W84/18(2009.01)(22)申请日2013.12.18(71)申请人浙江树人大学地址310015浙江省杭州市拱墅区树人路8号(72)发明人陈友荣王章权任条娟尉理哲许森(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人陈昱彤(51)Int.Cl.H04W40/10(2009.01)H04W40/20(2009.01)权权利要求书5页利要求书5页说明书16页说明书16页附图2页附图2页(54)发明名称一种多Sink节点移动的无线传感网生存时间优化方法(57)摘要本发明公开了一种多Sink节点移动的无线传感网生存时间优化方法，包括：（1）网关节点收集各Sink节点、各传感节点的位置信息，以及各传感节点的剩余能量信息，将监测区域分成大小一致的网格；（2）计算各网格的潜能值；（3）计算各Sink节点需停留的所有锚点而获得锚点集合；（4）将锚点集合中的锚点分配给M个簇，将各Sink节点分配到对应的簇中；（5）计算各分配到对应簇中的Sink节点经过簇内的所有锚点的最短移动路径并广播通知各对应的Sink节点；（6）所有Sink节点同时沿着各自最短移动路径收集传感节点的数据；（7）完成一个时间周期的数据收集后，重新收集各传感节点的剩余能量信息；若各传感节点的能量耗尽，则结束，否则返回执行步骤（2）。CN103686922ACN1036892ACN103686922A权利要求书1/5页1.一种多Sink节点移动的无线传感网生存时间优化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：网关节点收集各Sink节点和各传感节点的位置信息，以及收集各传感节点的剩余能量信息，并将无线传感网的监测区域分成大小一致的网格；步骤二：网关节点计算每一个网格的潜能值；步骤三：网关节点计算各Sink节点需要停留的所有锚点，获得一个锚点集合；步骤四：网关节点将锚点集合中的锚点分配给M个簇，M的取值为Sink节点的数量；根据分簇的结果，将每一个Sink节点分配到对应的簇中；步骤五：网关节点计算每一个分配到对应簇中的Sink节点经过簇内的所有锚点的最短移动路径，并将各最短移动路径广播通知各对应的Sink节点；步骤六：所有Sink节点同时沿着各自的最短移动路径相应地采用静态收集或移动收集的方法收集传感节点的数据；步骤七：完成一个时间周期的数据收集后，网关节点重新收集各传感节点的剩余能量信息；如果无线传感网各传感节点的能量耗尽，则结束，否则网关节点返回执行步骤二。2.根据权利要求1所述的一种多Sink节点移动的无线传感网生存时间优化方法，其特征在于：在所述步骤一中，将无线传感网的监测区域分成n×n个大小一致的所述网格，其中，n表示在无线传感网的监测区域中每一行或每一列的网格数，n的取值范围为10-60。3.根据权利要求1所述的一种多Sink节点移动的无线传感网生存时间优化方法，其特征在于，所述步骤二中，每一个网格的潜能值如式(1)所示：式(1)中，P(v)表示网格v的潜能值，dvj表示在集合N(v)中的传感节点j到网格v的网格中心gridv的距离，gridv表示网格v的网格中心，N(v)表示在无线传感网的监测区域内到网格v的网格中心gridv的距离不超过dmax的所有传感节点的集合，dmax表示传感节点的最大通信距离，Re(j)表示传感节点j的剩余能量，Einitial表示传感节点的初始能量；α1表示距离潜能因子，取值范围为1～3；α2表示剩余能量潜能因子，取值范围为1～3；x1表示距离权重因子，取值范围为0-1；x2表示剩余能量权重因子,x2=1-x1。4.根据权利要求1所述的一种多Sink节点移动的无线传感网生存时间优化方法，其特征在于，所述步骤三包含如下步骤：a1)在整个无线传感器的监测区域内的所有网格中选择潜能值最大的网格的中心作为当前锚点，记录当前锚点所在网格的潜能值P*(1)，将当前锚点加入到一个此时为空的锚点集合P中；a2)以当前锚点为当前汇聚点，确定到该当前汇聚点的最小传输跳数不超过2的所有传感节点，这些传感节点的最大通信覆盖区域内的所有网格构成集合Q1；按式(2)所示方*法，将集合Q1中的各个网格的潜能值分别减去当前锚点所在网格的潜能值P，由此相应地得到集合Q1中各网格的新的潜能值：*P(v)=P(v)-P,v∈Q1(2)式(2)中，P(v)表示网格v的潜能值，Q1表示在到当前汇聚点的最小传输跳数不超过2的所有传感节点的最大通信覆盖区域内所有网格的集合，v表示在集合Q1中的一个网格，2CN103686922A权利要求书2/5页P