基于三维感知的无线传感器网络确定性空间部署方法

摘要

基于三维感知的无线传感器网络确定性空间部署方法，旨在研究实现确定性空间下基于三维感知模型的无线传感器网络部署算法，针对网络区域覆盖最优化节点部署问题，通过分析节点的三维感知模型和覆盖场景几何关系，实现确定性空间无线传感网络节点优化部署。结合这些方案，提出在实现全连通的基础上实现较大覆盖范围的部署策略。这种发明是采用牺牲覆盖程度来实现较小的冗余度，在三维空间中按体心立方晶格方式镶嵌传感器节点，在一个立方晶格中分析通信半径和感知半径的关系，取得一个比值使得节点在三维空间中取得较高的覆盖率和低冗余度，此时传感器节点的感知球体与邻居节点的感知球体正好相切，即此时这种部署方案是无冗余度。

主权项

一种基于三维感知的无线传感器网络确定性空间部署方法，其特征在于该方法包含在以下的具体步骤：初始场景设置：步骤1） 配置监测场景：设置需监测区域的三维区域场景大小；根据监测环境的区域初始化监测场景中无线场景中无线传感器节点的数量，步骤2） 配置传感器节点：传感器节点感知方向为全向、感知半径rs、通信半径rc；节点部署：步骤3） 设定初始监测范围：设传感监测区域为一个规则区域，根据感知半径和通信半径将监测范围划分成空间晶格，晶格为正方体，其边长对应为传感器节点通信半径；步骤4） 传感节点部署：按照体心立方晶格模式在每个晶格中放置传感器节点，即为在每一个晶格的体心处和八个顶点处安放传感器节点，这些晶格中的传感节点将监测整个三维环境；传感节点的感知区域为球体，即这些节点的感知方向为全向的，感知球体区域之间相切，传感节点可实现对自己周围区域的实时监测，且节点之间感知区域不存在冗余区域，同时，这些传感节点其自身具有的通信功能，节点的通信区域为一个球形区域，每个节点的邻居节点都在其通信区域内，能够保证节点与在其通信区域内的其他传感节点进行监测信息的实时通信；根据传感器节点的通信半径和感知半径的关系进行空间部署，任一传感节点将能够与其邻居传感节点进行通信，即为14‑连通，从而实现对三维环境的高连通、高覆盖和低冗余的空间部署；节点工作：步骤5）节点监测：启动三维环境中的传感节点，开始进行环境监测，通过节点之间的通信实现监测数据融合与汇聚，节点之间实时通信。