一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)、功耗無線電通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、微型傳感器技術(shù)及集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，使得由大量低成本、低功耗、小體積、短距離通信多功能的微型傳感器通過無線鏈路自組織為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實(shí)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為當(dāng)今信息領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)，綜合了傳感技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)、分布式計(jì)算處理技術(shù)等多種技術(shù)的交叉學(xué)科，涉及的范圍十分廣泛，因而相關(guān)的研究內(nèi)容也十分豐富，目前世界各國均對其各方面開展了研究。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、交通、環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報、衛(wèi)生保健、空間探索等各個領(lǐng)域，在當(dāng)前國際上備受關(guān)注，涌現(xiàn)了許多研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。
[0003]在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，干擾的存在不僅會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的沖突和重傳，而且對網(wǎng)絡(luò)性能也有著極大負(fù)面的影響。對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)來講，干擾會加速其有限的電池電量的消耗從而導(dǎo)致無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期難以持續(xù)?，F(xiàn)有技術(shù)通過調(diào)控節(jié)點(diǎn)傳輸功率或利用節(jié)點(diǎn)度來控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的稀疏度，以達(dá)到降低節(jié)點(diǎn)信道之間干擾的目的是早期的拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯空叩南敕ā?br>[0004]對于上述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂蒲芯壳腥朦c(diǎn)，已有相關(guān)研究者分析并證明其不合理之處。上述的拓?fù)淇刂扑惴ǖ难芯?，很少有以降低全局網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中的最大干擾值作為首要目標(biāo)，干擾的存在不僅會影響通信質(zhì)量而且造成數(shù)據(jù)不斷重傳損耗電量縮短網(wǎng)絡(luò)生命周期，大部分算法針對的都是節(jié)點(diǎn)分布比較均勻的網(wǎng)絡(luò)的情況下，而對于節(jié)點(diǎn)間非均勻分布的網(wǎng)絡(luò)的情況下如指數(shù)鏈模型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)下的干擾優(yōu)化效果甚微。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法，能夠有效降低無線傳感器全網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的最大干擾值，從而有效延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法，包括:
[0008]步驟1:搭建初始化拓?fù)鋱DG = (V, E);無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各傳感器兩兩之間發(fā)送報文，使傳感器兩兩之間形成鏈路，多條所述鏈路形成初始化拓?fù)鋱DG = (V, E)，E為當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路的集合；
[0009]步驟2:初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T = (V, Es TATE)，設(shè)置初始化閾值開關(guān)為Rl-threshold=1，Rl-threshold為最大干擾閾值；
[0010]步驟3:序列化鏈路集合E中的所有鏈路，將選中的鏈路加入Es TATEjl路集合E中各鏈路的初始狀態(tài)均為current—link ；
[0011]步驟4:計(jì)算初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T = (V, Es TATE)中各節(jié)點(diǎn)的最大干擾閾值R1,得到R1⑴值；
[0012]步驟5:判斷Es TATE加入的鏈路是否使所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T存在回路；
[0013]步驟6:若加入的鏈路使所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T存在回路，則刪除該鏈路，并對該鏈路進(jìn)行標(biāo)記；
[0014]步驟7:若加入的鏈路使所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T不存在回路，則繼續(xù)判斷加入鏈路對應(yīng)的各節(jié)點(diǎn)的最大干擾閾值Rli是否大于Rl-threshold = I ；
[0015]步驟8:若加入鏈路對應(yīng)的各節(jié)點(diǎn)的最大干擾閾值Rli大于Rl-threshold = 1，則刪除該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的鏈路，并對該鏈路進(jìn)行標(biāo)記；
[0016]步驟9:若加入鏈路對應(yīng)的各節(jié)點(diǎn)的最大干擾閾值R1小于Rl-threshold = 1，則修改該鏈路的狀態(tài)為got—link ；
[0017]步驟10:判斷Es TATE中的所有鏈路是否遍歷步驟6，若否，返回步驟3 ;
[0018]步驟11:若Es TATE中的所有鏈路是否遍歷步驟6，判斷所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T是否為連通圖；若否，返回步驟3;
[0019]步驟12:若所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T為連通圖，確定當(dāng)前所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法，包括:搭建初始化拓?fù)鋱DG= (V, E);初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T= (V, Es TATE),設(shè)置初始化閾值開關(guān)為Rl-threshold = I，序列化鏈路集合E中的所有鏈路，將選中的鏈路加入Es TATE,計(jì)算初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T = (V, Es TATE)中各節(jié)點(diǎn)的最大干擾閾值R1，得到R1⑴值；判斷Es TATE加入的鏈路是否使所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T存在回路:若加入的鏈路使所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T存在回路存在，則刪除該鏈路，并對該鏈路進(jìn)行標(biāo)記；若不存在，則繼續(xù)判斷加入鏈路對應(yīng)的各節(jié)點(diǎn)的最大干擾閾值Rli是否大于Rl-threshold = 1:若加入鏈路對應(yīng)的各節(jié)點(diǎn)的最大干擾閾值Rli大于Rl-threshold = 1，則刪除該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的鏈路，并對該鏈路進(jìn)行標(biāo)記，確定當(dāng)前所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠有效降低無線傳感器全網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的最大干擾值，從而有效延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，以下將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法流程示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法中一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最終形成的初始化拓?fù)鋱D示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中一種一維指數(shù)鏈模型最大干擾值優(yōu)化比較圖；
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中一種一維指數(shù)鏈模型平均干擾值優(yōu)化比較圖；
[0026]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中一種二維指數(shù)鏈模型最大干擾值優(yōu)化比較圖；
[0027]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中一種二維指數(shù)鏈模型平均干擾值優(yōu)化比較圖；
[0028]圖7為本發(fā)明實(shí)施例1中一種二維平面模型最大干擾值優(yōu)化比較圖；
[0029]圖8為本發(fā)明實(shí)施例1中一種二維平面模型平均干擾值優(yōu)化比較圖；
[0030]圖9為本發(fā)明實(shí)施例1中一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法中一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最終形成的初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]實(shí)施例1
[0033]本發(fā)明實(shí)施例提供一種延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期方法，如圖1所示，包括:
[0034]步驟1:搭建初始化拓?fù)鋱DG = (V, E);無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各傳感器兩兩之間發(fā)送報文，使傳感器兩兩之間形成鏈路，多條所述鏈路形成初始化拓?fù)鋱DG = (V, E)，E為當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路的集合。
[0035]其中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各傳感器兩兩之間發(fā)送hello報文，進(jìn)行傳感器間的信息交互，兩個傳感器之間信息交互路徑即為該兩個傳感器之間的鏈路，本發(fā)明對各傳感器兩兩之間發(fā)送報文的形式和內(nèi)容不做任何的限制，以上僅以一種可能進(jìn)行簡單的說明。如圖2所示，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最終形成的初始化拓?fù)鋱DG= (V, E)進(jìn)行直觀的展示，圖中為150個節(jié)點(diǎn)在二維平面模型上建成的UDG初始圖，僅供參考。
[0036]步驟2:初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T = (V, Es TATE)，設(shè)置初始化閾值開關(guān)為Rl-threshold=1，Rl-threshold為最大干擾閾值。
[0037]步驟3:序列化鏈路集合E中的所有鏈路，將選中的鏈路加入Es TATEjl路集合E中各鏈路的初始狀態(tài)均為current—link。
[0038]步驟4:計(jì)算初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T = (V, Es TATE)中各節(jié)點(diǎn)的最大干擾閾值R1,得到R: (T)值。
[0039]步驟5:判斷Es TATE加入的鏈路是否使所述初始化拓?fù)浣Y(jié)果圖T存在回路。
[0040]步驟6:若加入的鏈路使所述初