一種傳感器節點的傳感半徑調整方法及裝置的製作方法

2023-10-05 10:34:19

專利名稱：一種傳感器節點的傳感半徑調整方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信領域，尤其涉及一種傳感器節點的傳感半徑調整方法及裝置。
背景技術：
目前，在進行無線傳感器網絡中部署傳感器節點時，有以下兩種部署策略一種是大規模的隨機部署，即隨機選擇傳感器節點的部署位置；另一種是針對特定的用途在指定位置部署傳感器節點。目前大都採用隨機部署策略，通過大規模高密度部署傳感器節點，使無線傳感器網絡達到較好的覆蓋性能。每個傳感器節點能夠覆蓋以該傳感器節點所在位置為感知圓心，當前傳感半徑為半徑的一個圓形區域，該圓形區域也稱為該傳感器節點的感知圓。但是，大規模高密度隨機部署方式，很難一次性地將大量的傳感器節點部署在適合的 位置上，極易造成傳感器網絡中節點分布過密或過疏，從而形成無線傳感器網絡覆蓋重疊區和覆蓋盲區。覆蓋重疊區是指傳感器節點的覆蓋區域相互重疊，這將導致無線傳感器網絡採集、傳輸數據的冗餘以及信道的幹擾，浪費了有限的網絡資源；覆蓋盲區是指各傳感器均未覆蓋的區域，導致無法採集該區域的數據。從而，如何在保證無線傳感器網絡覆蓋性能的基礎上，減少無線傳感器網絡覆蓋冗餘，提高無線傳感器網絡的網絡資源利用率成為現有技術中亟待解決的技術問題之一。

發明內容
本發明實施例提供一種傳感器節點的傳感半徑的調整方法及裝置，用以在保證無線傳感器網絡覆蓋性能的基礎上，減少無線傳感器網絡的覆蓋冗餘，提高無線傳感器網絡的網絡資源利用率。本發明實施例提供一種傳感器節點的傳感半徑調整方法，包括確定傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態；確定各鄰居節點當前的感知圓；並確定各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合；傳感器節點判斷所述交點集合所包含的交點個數是否為零；以及在判斷結果為是時，將自身當前的傳感半徑縮小為零；在判斷結果為否時，統計所述交點集合所包含的各交點被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數；傳感器節點將被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數不超過預設值的交點，確定為盲區頂點，並確定由各盲區頂點構成的盲區區域；以及通過縮小自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域；或者選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。本發明實施例提供一種傳感器節點的傳感半徑調整裝置，包括
第一確定單元，用於確定傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態；第二確定單元，用於確定各鄰居節點當前的感知圓；第三確定單元,用於確定各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合;判斷單元，用於判斷所述交點集合所包含的交點個數是否為零；第一調整單元，用於在所述判斷單元的判斷結果為是時，將自身當前的傳感半徑縮小為零；統計單元，用於在所述判斷單元的判斷結果為否時，統計所述交點集合中所包含的各交點被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數；第四確定單元，用於將所述統計單元統計出的、被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋 的次數不超過預設值的交點，確定為盲區頂點；第五確定單元，用於確定由第四確定單元確定出的各盲區頂點構成的盲區區域；第二調整單元，用於縮小自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域；或者，用於選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示所述選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。本發明實施例提供的傳感器節點的傳感半徑調整方法及裝置，針對當前處於全約束狀態的傳感器節點，確定該傳感器節點的各鄰居節點當前的感知圓與自身當前的感知圓的交點集合，若確定出的交點集合包含的交點個數為零，則說明該傳感器節點的感知圓能夠被其鄰居節點的感知圓覆蓋，因此，可以將自身的傳感半徑縮小為零；若確定出的交點集合包含的交點個數不為零，則進一步確定該交點集合中的交點被該傳感器的各鄰居節點的感知圓覆蓋的次數，若被覆蓋次數不超過預設值，則確定為盲區頂點，並確定盲區頂點構成的盲區區域；對於根據確定出的各盲區頂點確定的盲區區域，該傳感器節點可以縮小自己的傳感半徑來覆蓋該盲區區域；或者，從自身的各鄰居節點中選擇滿足預設條件的鄰居節點，縮小自身的傳感半徑，以及指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋該盲區區域。由此，實現了在保證無線傳感器網絡的覆蓋性能的基礎上，減少無線傳感器網絡的覆蓋冗餘，提高無線傳感器網絡的網絡資源利用率的目的。本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。


圖I為本發明實施例中，圓O和圓O1相交的示意圖；圖Ia為本發明實施例中，CKP1和O1之間構成順時針關係的示意圖；圖Ib為本發明實施例中，CKP1和O1之間構成逆時針關係的示意圖；圖2為本發明實施例中，判定傳感器節點的感知圓的感知狀態的方法實施流程示意圖；圖3a為本發明實施例中，傳感器節點的感知圓處於全約束狀態的示意圖；圖3b為本發明實施例中，傳感器節點的感知圓處於非約束狀態且傳感器節點與各鄰居節點的交弧可以合併為I個交弧的示意圖3c為本發明實施例中，傳感器節點的感知圓處於非約束狀態且傳感器節點與各鄰居節點的交弧不能合併為I個交弧的示意圖；圖4為本發明實施例中，傳感器節點的傳感半徑調整方法的實施流程示意圖；圖5為本發明實施例中，傳感器節點確定出的各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點的示意圖；圖6為本發明實施例中，無線傳感器的感知圓心O與盲區區域的質心P之間的距離與該無線傳感器節點的鄰居節點的感知圓心O1與盲區區域的質心P之間的距離比較示意圖；圖7為本發明實施例中，傳感器節點調整傳感半徑的實施流程示意圖；圖8為本發明實施例中，傳感器節點的傳感半徑調整裝置一種可能的結構示意 圖。
具體實施例方式為了實現在保證無線傳感器網絡的覆蓋性能的基礎上，減少無線傳感器網絡的覆蓋冗餘，提高無線傳感器網絡的網絡資源利用率的目的，本發明實施例提供了一種傳感器節點的傳感半徑調整方法及裝置。以下結合說明書附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明，並且在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。為了區分需要進行傳感半徑調整的傳感器節點和不需要進行傳感半徑調整的傳感器節點，本發明實施例中，將傳感器節點劃分為處於全約束狀態的節點和處於非全約束狀態的節點。基於此，本發明實施例提供一種判定傳感器節點的感知圓是否處於全約束狀態的方法。如圖I所示，圓O和圓O1相交於P1和P2點，由解析幾何可知，圓O的交弧起點和終點可由(KPpPdPO1四點間的順序為順時針關係還是逆時針關係來確定。如圖Ia所示，如果CKP1和O1之間構成順時針關係，則O與O1的交弧以P2為起點，P1為終點，即弧P2OP1 ;如圖Ib所示，如果O、P1和O1之間構成逆時針關係，交弧以P1為起點，P2為終點，即弧P1OP2,CKP1和P2三點之間的順序關係可以由矢量外積M X @的方向確定，即矢量外積祝 X OP1的方向為順時針時，O、P1和P2三點之間的順序關係也為順時針方向，矢量外積Mx @的方向為逆時針時，CKP1和P2三點之間的順序關係也為逆時針方向。為了便於描述，假設O、P1和P2之間的逆時針方向為圓O和圓O1交弧的正方向。如圖2所示，為本發明實施例中，判定傳感器節點的感知圓的感知狀態的方法流程示意圖，包括如下步驟S201、獲得傳感器節點當前的感知圓與該傳感器節點的各鄰居節點當前的感知圓的交弧，所有的交弧組成第一交弧集合；具體的，如圖3a所示，第一交弧集合中包括的交弧為丨@ , Xkx2 , Xkw ,
益7，^k5,故}
S202、將第一交弧集合中包含的各交弧按照規定的方向進行合併，得到第二交弧集合；具體的，第一交弧集合中包含的各個交弧中，@知^ 7可以合併為，#5知#3可以合併,合併後的交互可以繼續合併，例如，#7知^(3可以合併為,依次類推，直至第一合併交弧集合中的交弧不能合併為止。S203、判斷第二交弧集合中的交弧個數是否為1，如果是，則執行步驟S204，如果否，則執行步驟S206 ；S204、進一步判斷第二交弧集合中的交弧的圓心角是否為360°，如果是，執行步驟S205，如果否，執行步驟S206 ；S205、判定傳感器節點的感知圓處於全約束狀態，流程結束； S206、判定傳感器節點的感知圓處於非全約束狀態。如圖3a所示的傳感器節點的感知圓與自身的各鄰居節點的感知圓的交弧合併後，可以得到一個交弧，且合併後的交弧的圓周角為360°，則該傳感器節點的感知圓處於全約束狀態。如圖3b和圖3c所示，為傳感器節點的感知圓處於非全約束狀態時的示意圖，其中，圖3b中，傳感器節點與各鄰居節點的交弧分別為@、&知#4三個交弧可以合併為I個交弧，但是交弧的圓心角不為360° 可以稱為自由圓弧，因此,判定傳感器節點的感知圓是否處於全約束狀態時，可以通過判斷該傳感器的感知圓被與其鄰居節點的感知圓的交點分割後，是否存在自由圓弧確定，若存在自由圓弧，則該傳感器的感知圓處於非全約束狀態，如果不存在自由圓弧，則該傳感器的感知圓處於全約束狀態；圖3c中，傳感器節點與各鄰居節點的交弧分別為@2、#4知#6 ,三個交弧無法合併為一個交弧，該傳感器節點的感知圓內存在自由圓弧、@5知@。如圖4所示，為本發明實施例提供的傳感器節點的傳感半徑調整方法的實施流程示意圖，包括如下步驟S401、確定傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態；S402、確定各鄰居節點當前的感知圓；S403、確定各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合；S404、傳感器節點判斷確定出的交點集合中的交點個數是否為零，如果是，執行步驟S405，如果否，執行步驟S406 ；S405、將自身當前的傳感半徑縮小為零，流程結束；S406、統計確定出的交點集合所包含的各交點被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數；S407、將被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數不超過預設值的交點，確定為盲區頂點，並確定由各盲區頂點構成的盲區區域；S408、通過縮小自身的傳感半徑來覆蓋該盲區區域；或者，選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示該選擇出的鄰居節點通過增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋該盲區區域。具體實施中，在步驟S402中，可以按照如下兩種方式，確定各鄰居節點的感知圓
方式一針對每一個鄰居節點，獲得該鄰居節點的感知圓心和該鄰居節點當前的傳感半徑；根據獲得到的該鄰居節點的感知圓心和該鄰居節點當前的傳感半徑，確定該鄰居節點當前的感知圓。具體的，針對自身的鄰居列表中包含的每一個鄰居節點，傳感器節點與該鄰居節點可以通過發送交換消息，獲得各鄰居節點的感知圓心和各鄰居節點當前的傳感半徑，並將自身的感知圓心和當前的傳感半徑發送給該鄰居節點，根據該鄰居節點的感知圓心和當前的傳感半徑，即可確定該鄰居節點的感知圓。方式二針對每一個鄰居節點，接收該鄰居節點在自身的傳感半徑發生變化時發送的通知報文，該通知報文中攜帶有該鄰居節點當前的傳感半徑；根據接收到的通知報文中攜帶的傳感半徑、以及預先存儲的該鄰居節點的感知圓心，確定該鄰居節點當前的感知圓。 具體的，針對自身存儲的鄰居節點列表中包含的每個鄰居節點，預先存儲該鄰居節點的感知圓心和傳感半徑，當該鄰居節點在自身的傳感半徑發生變化時，以廣播的方式向發送通知報文，該通知報文中包含有自身當前的傳感半徑；在接收到通知報文後，若確定發送通知報文的傳感器節點為自身的鄰居節點時，更新自身存儲的該鄰居節點的傳感半徑。從而，根據預先存儲的該鄰居節點的感知圓心和當前的傳感半徑，便可以確定該鄰居節點當前的感知圓。具體實施中，步驟S408中，傳感器節點縮小自身的傳感半徑，覆蓋根據各盲區頂點確定出的盲區區域，可以包括傳感器節點確定自身的感知圓心與各盲區頂點的距離；縮小自身的傳感半徑為確定出的、自身的感知圓心與各盲區頂點的距離的最大值，來覆蓋所述盲區區域。如圖5所示，為本發明實施例中，傳感器節點確定出的各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點的示意圖。假設自身當前的傳感半徑為R，各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合為A，若在傳感器節點的感知圓處於全約束狀態下，交點集合A為空，即該傳感器節點的各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內沒有交點，則說明傳感器節點自身當前的感知圓能夠被各鄰居節點的感知圓完全覆蓋，從而可以將該傳感器節點的傳感半徑縮小為零。若各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合A不為空，假設交點集合A包括{A。A2、A3、A4、A5' A6、A7、A8I。具體實施中，為了保證無線傳感器網絡的覆蓋性能，通常要求對於覆蓋區域內的任一點，能夠被各傳感器節點至少覆蓋K次，那麼各交點被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數的預設值可以設置為K+1次。為了便於理解，本發明實施中，以K為I為例進行說明，由此可知，各交點需要滿足的被各鄰居節點覆蓋的次數應大於2。從A中選擇被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數不超過兩次的交點，如圖5所示，交點A2、A3、A4、A5、A6、A8被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋次數均為兩次，ApA7被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋了 3次。因此，將交點4、「「^確定為盲區頂點，其圍成的區域為盲區區域P。本發明實施中，可以通過以下兩種方式覆蓋該盲區區域爐萬式一
傳感器節點可以縮小自身的傳感半徑，使自身的感知圓能夠覆蓋該盲區區域即可。具體包括傳感器節點確定自身的感知圓心與各盲區頂點的距離；縮小自身的傳感半徑為確定出的、自身的感知圓心與各盲區頂點的距離的最大值。如圖5所示，假設傳感器節點的感知圓心為0，確定O與各盲區頂點A2、A3> A4, A5,A6> A8之間的距離，假設分別為d2、d3、d4、d5、d6、d8，其中，d3為最大值，從而，傳感器節點將自身的傳感半徑縮小為屯，便能夠覆蓋盲區區域^ (圖5中陰影部分所示區域)。在調整的過程中，能夠保證在覆蓋盲區區域爐的同時，又不會產生新的覆蓋盲區，保證了無線傳感器網絡的覆蓋性能，同時由於縮小了傳感器節點的傳感半徑，從而降低了該傳感器節點的能量消耗，也降低了無線傳感器網絡的覆蓋冗餘，提高無線傳感器網絡的網絡資源利用率。另 夕卜，為了避免在傳感半徑調整過程中產生的調整誤差而產生的覆蓋盲區，傳感器節點在縮小自身的傳感半徑時，可以將自身的傳感半徑調整為自身的感知圓心與各盲區頂點的距離的最大值與烏巢控制參數之和，本發明實施例中，可以將傳感半徑縮小為d3+Y，Y為誤差控制參數。若自身的傳感半徑調整為自身的感知圓心與各盲區頂點的距離的最大值與烏巢控制參數之和大於傳感器節點的最大傳感半徑，則將傳感器節點的傳感半徑調整為最大傳感半徑。方式二具體實施中，還可以根據傳感器節點的各鄰居節點的感知圓心與確定出的盲區區域爐的質心的距離，具體包括傳感器節點確定盲區區域的質心；分別確定自身的感知圓心和各鄰居節點的感知圓心與該質心的距離；傳感器節點比較自身的感知圓心與確定出的質心的距離和各鄰居節點的感知圓心與確定出的質心的距離；若存在至少一個鄰居節點的感知圓心與確定出的質心的距離小於自身的感知圓心與確定出的質心的距離，則選擇感知圓心與確定出的質心的距離最短的鄰居節點；傳感器節點縮小自身的傳感半徑，並指示該選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋盲區區域。具體的,確定根據各盲區頂點確定出的盲區區域的質心，並確定自身的感知圓心和各鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離；並比較自身的感知圓心與所述質心的距離和各鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離；如果存在至少一個鄰居節點的感知圓心與盲區區域的質心的距離，小於自身的感知圓心與盲區區域的質心的距離，則可以縮小自身的傳感半徑，選擇感知圓心與所述質心的距離最短的鄰居節點，並向該鄰居節點發送指示消息，指示該鄰居節點增大其傳感半徑，覆蓋盲區區域。具體實施中，傳感器節點可以縮小自身的傳感半徑為零，並指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域；或者，傳感器節點通過縮小自身的傳感半徑覆蓋部分盲區區域，同時向選擇出的鄰居節點發送指示消息，指示該鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋傳感器節點未覆蓋到的盲區區域，即傳感器節點與選擇出的鄰居節點分別調整自身的傳感半徑，共同覆蓋盲區區域。
通過該方式覆蓋盲區區域，能夠進一步地降低無線傳感器網絡的覆蓋冗餘。如圖6所示，為無線傳感器的感知圓心O與盲區區域的質心P之間的距離與該無線傳感器節點的鄰居節點的感知圓心O1與盲區區域的質心P之間的距離比較示意圖，O為無線傳感器的感知圓心，O1為該無線傳感器的某一鄰居節點，P為盲區區域的質心。具體實施中，還可以由傳感器節點選擇出的鄰居節點進一步選擇覆蓋盲區區域的傳感器節點。具體的，該鄰居節點在接收到指示消息後，可以從自身的鄰居節點中，選擇感知圓心與確定出的盲區區域的質心之間的距離小於自身的感知圓心與確定出的盲區區域的質心之間的距離的鄰居節點，其選擇過程與上述選擇過程相同，這裡不再贅述，依次類推，第二個收到指示消息的傳感器節點可以將接收到的指示消息轉發給感知圓心與確定出的質心的距離小於自身的感知圓心與確定出的質心的距離的傳感器節點，具體實施中，為了防止形成環路或者給無線傳感器網絡帶來較大的能量消耗，可以設置指示消息的最大轉發次數，接收到達到最大轉發次數的指示消息的傳感器節點，通過增大自身的傳感半徑以覆蓋確定出的盲區區域。具體實施中，若不存在鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離小於自身的感知圓心與所述質心的距離，則傳感器節點通過縮小自身的傳感半徑來覆蓋盲區區域。為了便於理解本發明，以下通過具體的實施例來說明本發明實施例的實施過程。本發明實施例中，設定對於覆蓋區域的任一點，被各無線傳感器節點的感知圓至少覆蓋I次。如圖7所示，為傳感器節點調整傳感半徑的實施流程示意圖，包括如下步驟S701、判斷自身當前的感知圓是否處於全約束狀態，如果是，則執行步驟S702，否貝U，流程結束；S702、獲得各鄰居節點的感知圓心和各鄰居節點當前的傳感半徑；具體的，可以通過與各鄰居節點發送交換消息的方式，獲得各鄰居節點的感知圓心和各鄰居節點當前的傳感半徑；S703、確定各鄰居節點當前的感知圓；具體的，根據步驟S702中獲得的各鄰居節點的感知圓心和各鄰居節點當前的傳感半徑，確定各鄰居節點當前的感知圓；S704、確定各鄰居節點的感知圓在自身的感知圓內的交點集合；S705、判斷確定出的交點集合中包含的交點個數是否為零，如果是，執行步驟S706，否則，執行步驟S707 ；S706、將自身的傳感半徑縮小為零，流程結束；S707、針對交點集合中的每個交點，統計該交點被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數；S708、將被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數不超過兩次的交點，確定為盲區頂點；S709、根據確定出的各盲區頂點，確定由各盲區頂點構成的盲區區域；S710、確定盲區區域的質心；具體的，可以根據質心的計算公式確定盲區區域的質心，質心的計算公式可以使用現有技術中已有的質心計算公式，這裡不再贅述。、
S711、分別計算自身的感知圓心和自身的各鄰居節點的感知圓心與確定出的質心之間的距離；S712、判斷自身的各鄰居節點中，是否存在至少一個鄰居節點的感知圓心與確定出的質心之間的距離小於自身的感知圓心與確定出的質心之間的距離，如果是，執行步驟S713，否則，執行步驟S717 ；S713、選擇感知圓心與確定出的質心之間的距離最小的鄰居節點；具體的，比較各鄰居節點的感知圓心與質心之間的距離，選擇感知圓心與質心之間的距離最小的鄰居節點。S714、向選擇出的鄰居節點發送指示報文，指示該鄰居節點通過增大該鄰居節 點自身的傳感半徑來覆蓋確定出的盲區區域；具體的，指示報文中可以設置標識位，用於標識該指示報文的轉發次數。S715、接收到指示報文的鄰居節點判斷指示報文的轉發次數是否超過預設的閾值，如果是，執行步驟S716，如果否，執行步驟S711 ；S716、接收到指示報文的鄰居節點通過增大自身的傳感半徑來覆蓋盲區區域；S717、該傳感器節點通過縮小自身的傳感半徑來覆蓋盲區區域。基於同一發明構思，本發明實施例還提供一種判定傳感器節點的感知圓的感知狀態的裝置及基於該判定感知圓狀態裝置的傳感器節點的傳感半徑調整裝置，由於這些路由裝置解決技術問題的原理與判定傳感器節點的感知圓的感知狀態的方法及基於該判定感知圓狀態方法的傳感器節點的傳感半徑調整方法相似，因此這些裝置的實施可以參見方法的實施，重複之處不再贅述。如圖8所示，為本發明實施例提供的傳感器節點的傳感半徑調整裝置一種可能的結構示意圖，包括第一確定單元801,用於確定傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態；第二確定單元802，用於確定各鄰居節點當前的感知圓；第三確定單元803,用於確定各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合；判斷單元804，用於判斷第三確定單元803確定出的交點集合所包含的交點個數是否為零；第一調整單元805，用於在判斷單元804的判斷結果為是時，將自身當前的傳感半徑縮小為零；統計單元806，用於在判斷單元804的判斷結果為否時，統計第三確定單元803確定出交點集合中所包含的各交點被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數；第四確定單元807，用於將統計單元806統計出的、被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數不超過預設值的交點，確定為盲區頂點；第五確定單元808，用於確定由第四確定單元807確定出的各盲區頂點構成的盲區區域；第二調整單元809，用於縮小自身的傳感半徑來覆蓋第五確定單元808確定出的盲區區域；或者，用於選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示該選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋第五確定單元808確定出的盲區區域。具體實施中，第一確定單元801，可以包括獲得子單元，用於獲得傳感器節點當前的感知圓與該傳感器節點的各鄰居節點當前的感知圓的交弧；合併子單元，用於將獲得子單元獲得的交弧按照預設的方向進行合併；判斷子單元，用於在合併後的交弧個數為I時，判斷合併後的交弧的圓心角是否為360度；判定子單元，用於在判斷子單元的判斷結果為是時，判定該傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態。具體實施中，第二調整單元809，可以包括 第一確定子單元，用於確定自身的感知圓心與各盲區頂點的距離；第一調整子單元，用於縮小自身的傳感半徑為確定出的、自身的感知圓心與各盲區頂點的距離的最大值，來覆蓋盲區區域。具體實施中，第二調整單元809，可以包括第二確定子單元，用於確定第五確定單元確定出的盲區區域的質心；第三確定子單元,用於分別確定自身的感知圓心和各鄰居節點的感知圓心與該質心的距離；比較子單元，用於比較自身的感知圓心與第五確定子單元確定出的質心的距離和各鄰居節點的感知圓心與該質心的距離；選擇子單元，用於若存在至少一個鄰居節點的感知圓心與該質心的距離小於自身的感知圓心與該質心的距離時，選擇感知圓心與該質心的距離最短的鄰居節點；第二調整子單元，用於縮小自身的傳感半徑；具體的，第二調整子單元可以將縮小自身的傳感半徑為零。指示子單元,用於指示選擇子單元選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋盲區區域。具體實施中，第二調整單元809，還包括第三調整子單元，用於若不存在鄰居節點的感知圓心與第五確定子單元確定出的質心的距離小於自身的感知圓心與該質心的距離時，縮小自身的傳感半徑來覆蓋盲區區域。本發明實施例提供的傳感器節點的傳感半徑調整方法及裝置，針對當前處於全約束狀態的傳感器節點，確定該傳感器節點的各鄰居節點當前的感知圓與自身當前的感知圓的交點集合，若確定出的交點集合包含的交點個數為零，則說明該傳感器節點的感知圓能夠被其鄰居節點的感知圓覆蓋，因此，可以將自身的傳感半徑縮小為零；若確定出的交點集合包含的交點個數不為零，則進一步確定該交點集合中的交點被該傳感器的各鄰居節點的感知圓覆蓋的次數，若被覆蓋次數不超過預設值，則確定為盲區頂點，並確定盲區頂點構成的盲區區域；對於根據確定出的各盲區頂點確定的盲區區域，該傳感器節點可以縮小自己的傳感半徑來覆蓋該盲區區域；或者，從自身的各鄰居節點中選擇滿足預設條件的鄰居節點，縮小自身的傳感半徑，以及指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋該盲區區域。由此，實現了在保證無線傳感器網絡的覆蓋性能的基礎上，減少無線傳感器網絡的覆蓋冗餘，提高無線傳感器網絡的網絡資源利用率的目的。
本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種傳感器節點的傳感半徑調整方法，其特徵在於，包括 確定傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態； 確定各鄰居節點當前的感知圓；並 確定各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合； 傳感器節點判斷所述交點集合所包含的交點個數是否為零；以及 在判斷結果為是時，將自身當前的傳感半徑縮小為零； 在判斷結果為否時，統計所述交點集合所包含的各交點被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數； 傳感器節點將被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數不超過預設值的交點，確定為盲區頂點，並確定由各盲區頂點構成的盲區區域；以及 通過縮小自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域；或者選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，確定傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態，具體包括 獲得傳感器節點當前的感知圓與該傳感器節點的各鄰居節點當前的感知圓的交弧； 將獲得的交弧按照預設的方向進行合併； 在合併後的交弧個數為I時，判斷合併後的交弧的圓心角是否為360度； 若判斷結果為是，則判定該傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態。
3.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，傳感器節點通過縮小自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域，具體包括 傳感器節點確定自身的感知圓心與各盲區頂點的距離；以及 縮小自身的傳感半徑為確定出的、自身的感知圓心與各盲區頂點的距離的最大值，來覆蓋所述盲區區域。
4.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，傳感器節點選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域，具體包括 傳感器節點確定所述盲區區域的質心；以及 分別確定自身的感知圓心和各鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離； 傳感器節點比較自身的感知圓心與所述質心的距離和各鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離；以及 若存在至少一個鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離小於自身的感知圓心與所述質心的距離，則選擇感知圓心與所述質心的距離最短的鄰居節點； 傳感器節點縮小自身的傳感半徑，並指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，傳感器節點選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域，還包括 若不存在鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離小於自身的感知圓心與所述質心的距離，則傳感器節點通過縮小自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。
6.如權利要求I或4所述的方法，其特徵在於，通過將自身當前的傳感半徑縮小，並指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域，具體包括 傳感器節點縮小自身的傳感半徑為零，並指示選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。
7.—種傳感器節點的傳感半徑調整裝置，其特徵在於，包括 第一確定單元，用於確定傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態； 第二確定單元，用於確定各鄰居節點當前的感知圓； 第三確定單元，用於確定各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合； 判斷單元，用於判斷所述交點集合所包含的交點個數是否為零； 第一調整單元，用於在所述判斷單元的判斷結果為是時，將自身當前的傳感半徑縮小為零； 統計單元，用於在所述判斷單元的判斷結果為否時，統計所述交點集合中所包含的各交點被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數； 第四確定單元，用於將所述統計單元統計出的、被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數不超過預設值的交點，確定為盲區頂點； 第五確定單元，用於確定由第四確定單元確定出的各盲區頂點構成的盲區區域；第二調整單元，用於縮小自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域；或者，用於選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示所述選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第一確定單元，包括 獲得子單元，用於獲得傳感器節點當前的感知圓與該傳感器節點的各鄰居節點當前的感知圓的交弧； 合併子單元，用於將所述獲得子單元獲得的交弧按照預設的方向進行合併； 判斷子單元，用於在合併後的交弧個數為I時，判斷合併後的交弧的圓心角是否為360度； 判定子單元，用於在所述判斷子單元的判斷結果為是時，判定該傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態。
9.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第二調整單元，包括 第一確定子單元，用於確定自身的感知圓心與各盲區頂點的距離； 第一調整子單元，用於縮小自身的傳感半徑為確定出的、自身的感知圓心與各盲區頂點的距離的最大值，來覆蓋所述盲區區域。
10.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第二調整單元，包括 第二確定子單元，用於確定所述第五確定單元確定出的盲區區域的質心； 第三確定子單元，用於分別確定自身的感知圓心和各鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離； 比較子單元，用於比較自身的感知圓心與第五確定子單元確定出的質心的距離和各鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離；選擇子單元，用於若存在至少一個鄰居節點的感知圓心與所述質心的距離小於自身的感知圓心與所述質心的距離時，選擇感知圓心與所述質心的距離最短的鄰居節點； 第二調整子單元，用於縮小自身的傳感半徑； 指示子單元，用於指示所述選擇子單元選擇出的鄰居節點增大該鄰居節點自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述第二調整單元，還包括 第三調整子單元，用於若不存在鄰居節點的感知圓心與所述第五確定子單元確定出的質心的距離小於自身的感知圓心與所述質心的距離時，縮小自身的傳感半徑來覆蓋所述盲區區域。
12.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於， 所述第二調整子單元，具體用於縮小自身的傳感半徑為零。
全文摘要
本發明公開了一種傳感器節點的傳感半徑調整方法及裝置，用於在保證無線傳感器網絡覆蓋性能的基礎上，減少覆蓋冗餘，提高網絡資源利用率。其中，所述方法包括確定傳感器節點當前的感知圓處於全約束狀態；確定各鄰居節點當前的感知圓；並確定各鄰居節點當前的感知圓在自身當前的感知圓內的交點集合；若交點集合所包含的交點個數為零，將自身當前的傳感半徑縮小為零；否則，將被各鄰居節點當前的感知圓覆蓋的次數不超過預設值的交點，確定為盲區頂點；以及通過縮小自身的傳感半徑來覆蓋盲區頂點構成的盲區區域；或者選擇滿足預設條件的鄰居節點，並通過將自身當前的傳感半徑縮小，以及指示選擇出的鄰居節點來覆蓋所述盲區區域。
文檔編號H04W84/18GK102769853SQ20111011281
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月3日 優先權日2011年5月3日
發明者李捷, 溫雪垠, 韓志傑 申請人:中國移動通信集團河南有限公司