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自适应不规则拓扑动态路径规划方法

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自适应 不规则 拓扑 动态 路径 规划 方法
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1、于稳定, 移动长度为580m左右浮动。 这说明未知节点个数对移动锚节点 说明书 3/4 页 5 CN度较大的位置广播, 从而增大了网络内未知节点的覆盖率。 在图6中可以发现, 移动锚 节点的移动步长趋居节点个数 增多, 根据节点分级划分后, 移动锚节点更趋向于移动到节点密度最大处且周围邻居节点 连通逐渐趋于稳定。 根据实 验结果可知, 定位覆盖率可以达到90以上, 这是由于未知节点个数的增多, 邻, 观察覆盖率和移动路径长度变 化。 从图5中可以看出, 随着未知节点个数增加, 定位覆盖率先增大后所示, Z型区域移动路径如图4所示。 0046 参照图5、 图6, 在C型区域内, 改变未知节点个数。

2、分布在该区域内, 移动锚节点和节点通信半径均为10m。 按照如上参数设 定, C型区域移动路径如图3实验参数设定如下: 设仿真区域为C型和Z型, 边长L为100m; 未知节点个 数为200, 节点随机未知节点)进行二次定位。 0044 下面仿真实例, 进一步说明本发明的有益效果。 0045 仿真基本动。 0043 步骤七: 移动锚节点遍历整个区域后, 未完成定位的未知节点利用虚拟锚节点(已 定位的式, 调节功率控制器增大为两倍的发射功率, 若仍接收不到未知节 点信息, 则移动锚节点采取自救随机移 步骤六: 移动锚节点进入节点不连通区域, 即通信范围内接收不到未知节点信息, 移动锚节点转入搜索模。

3、链中最大分级系数所指定方向为空洞区, 则舍弃该系数值, 依 次取较小的值重新进行方向决策。 0042节点实时更新存储自身移动位置ID和经纬度值, 并将各ID所对应的分级系 数递减排序后实时存储, 若该, 若预测下一目标位置处于空洞区域内, 则利用 覆盖矩阵和后退链重新进行方向决策。 0041 移动锚移动锚节点利用节点分级权重系数对下一步移动方向进行决策。 0040 步骤五: 移动锚节点在移动过程中1w3且w1w2, 移动方向为330 ; 0038 w1w2w3, 则随机选择移动方向。 0039 w2w1, 移动方向为210 ; 0036 w3w1且w3w2, 移动方向为270 ; 0037 w。

4、3, 移动方向为90 ; 0034 w2w3且w2w1, 移动方向为150 ; 0035 w2w3且具体 移动方向如下: 0032 w1w2且w2w3, 移动方向为30 ; 0033 w1w2且w2w时更新。 0031 为叙述方便, 现规定区域 、 和的分级权值系数分别为w1、 w2和w3。 锚节点个数, mi是i区域内未定位的一级节点个数,其中, k j表示定位调节系数, 根据未知节点定位情况实是移动锚节点通信范围内总节点个数, ni是i区域的总节点个数, M是移动 锚节点通信范围内总一级节点三个区域的分 级权重系数wi决策移动方向。 分级权重系数计算公式为: 0029 0030 其中, N。

5、07493566 A 4 别, 并记录未知节点反馈的定位调节系数, 计算各区域内节点分级权重, 根据 如图2所示, 移动锚节点利用三个定向天线对节点进行区域 、 和辨 说明书 2/4 页 4 CN 1 进行自我定 位, 并向锚节点发送定位反馈信息数据包, 且不再接收锚节点信息包。 0028 步骤四: 并广播自身位置数据包。 0027 步骤三: 未知节点接收数据包。 当接收到三个移动锚节点数据包后,内的邻居节点个数, Cq为节点k邻居节点q的连通度值。 0026 步骤二: 移动锚节点转入定位模式,节 点。 不规则拓扑区域内未知节点级别设定阈值公式: 0024 0025 其中, p为节点k通信范围。

6、围内总邻居节点 的连通度平均值为阈值, 进行自身分级处理, 若大于该阈值标记为一级节点, 否则为二级022 具体实现步骤如下: 0023 步骤一: 在分布不均且不连通的C型或Z型区域内, 节点以通信范索模式移动。 最后未知节点根据接收到的三个移动锚节点信息进行定位或利 用虚拟锚节点进行二次定位。 0动锚节点根据通信范围是否有未知节点响应, 切换工作方式, 若有响应, 则为定位模式移 动, 否则为搜两 种工作方式: 搜索模式和定位模式。 首先, 网络内未知节点间进行通信, 标记自身级别; 其次 移 该方法分为三 个阶段: 节点分级阶段、 移动锚节点路径规划阶段和未知节点自定位阶段。 移动锚节点有。

7、附图对本发明作进一步说明。 0021 本发明提供了一种自适应不规则拓扑动态路径规划方法。 参照图1,系。 0019 图6为移动锚节点移动步长与未知节点个数之间的关系。 具体实施方式 0020 下面结合仿真图。 0017 图4为Z型网络动态路径仿真图。 0018 图5为定位覆盖率与未知节点个数之间的关本发明方法流程图。 0015 图2为移动锚节点定向接收天线示意图。 0016 图3为C型网络动态路径节点根据具体网络情况切换工作模式, 减少了额外开销, 降低了网络成 本。 附图说明 0014 图1为减少了总路径长度的同时, 增加了对不规则拓扑网络的自适应性。 (3)仅需要一个 移动锚节点, 且该锚。

8、 和密度对移动方向的影响, 使移动锚节点更趋于向未定位、 密度大且连通度高的节点方向 移动。 (2)路径冗长问 题。 其优点在于: (1)移动锚节点利用节点分级权重系数进行方向决策, 强化了节点连通度且不连通的C型或Z型区 域内, 利用自适应不规则拓扑动态路径规划, 提高了节点定位率, 且克服了局部节点利用虚拟锚节点进 行二次定位。 0013 有益效果: 本发明的有益效果是, 在传感器节点分布不均, 则移动锚节点采取自救随机移动。 0012 步骤七: 移动锚节点遍历整个区域后, 未完成定位的未知 A 3 移动锚节点转入搜索模式, 调节功率控制器增大为两倍的发射功率, 若仍接收不到未知节 点信息。

9、点不连通区域, 即通信范围内接收不到未知节点信息, 说明书 1/4 页 3 CN 107493566置处于空洞区域内, 则利用 覆盖矩阵和后退链重新进行方向决策。 0011 步骤六: 移动锚节点进入节权重系数对下一步移动方 向进行决策。 0010 步骤五: 移动锚节点在移动过程中, 若预测下一目标位线对节点进行区域辨别并记录未知节点反馈 的定位调节系数, 计算各区域内节点分级权重, 并利用节点分级节点发送定位反馈信息数据包, 且不再接收锚节点信息包。 0009 步骤四: 移动锚节点利用三个定向天0008 步骤三: 未知节点接收数据包。 当接收到三个移动锚节点数据包后, 进行自我定 位, 并向锚。

10、级节点, 否则为二级节 点。 0007 步骤二: 移动锚节点转入定位模式, 并广播自身位置数据包。 域内, 节点以通信范围内总邻居节点 的连通度平均值为阈值, 进行自身分级处理, 若大于该阈值标记为一覆盖矩阵重新进行方向决策。 具体方法流程如下: 0006 步骤一: 在分布不均且不连通的C型或Z型区的级别权重系数进行移动方向决策。 移动锚节点在初步预测下一目标如果处于 空洞区, 则利用实时后退链和。 0005 技术方案: 本发明首先确定不规则拓扑区域内各节点级别, 然后移动锚节点利用 通信范围内布不均且不连通的C型或Z型网络区域内移动路 径冗长和覆盖率较低的问题, 且更好地适应于不规则拓扑网络。

11、明的目的在于针对现有技术的不足, 提出一种自适应拓扑动态路 径规划方法, 旨在解决移动锚节点在节点分陷 入节点不连通区域的局部区域循环中, 造成移动路径冗长问题。 发明内容 0004 技术问题: 本发节点分布不均且不 连通的C型或Z型网络的自适应性差, 且仅依据节点个数进行方向决策, 使移动锚节点易, 利用节点个数进行方向决策, 相 比其他方法适用于分布不均但连续的Z型网络。 由于上述方法对于未知的移动广播造成时间和能源的浪费。 而现有的动态 路径规划方法中, 一种基于方向决策的动态路径规划方法未知节点分布不均且不连通的C型或Z型网络区域内, 静态路径规划 不够灵活, 在空洞和节点密度较小区域。

12、003 早期的移动锚节点定位技术研究主要集中在未知节点均匀分布区域内的移动锚 节点的路径规划, 但在数量, 而且对于复杂分布情况的网络更具有灵活性, 因此许多学者提出了基于移 动锚节点的定位算法。 0定位 算法分为静态锚节点定位和动态(移动)锚节点定位两种。 其中, 动态锚节点的使用可以减 小锚节点技术领域。 背景技术 0002 节点定位是无线传感器网络关键支撑技术之一。 根据锚节点是否固定可以将方法 技术领域 0001 本发明涉及一种自适应不规则拓扑动态路径规划方法, 属于无线传感器网络定位 新。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107493566 A 2 一种自适应不规则拓扑动态路径规划。

13、范围内一级节点的总个数, mi是i区域未定位的一级节点个数,其中, k j表示定位调节系数, 实时更值: 其中, N是移动锚节点通信范围内总节点个数, ni是i区域的总节点个数, M是移动锚节点通 信所述 步骤四中移动锚节点根据节点总数、 一级节点个数和自身的定位调节系数信息, 计算各区 域分级权重居节点q的连通度值。 3.根据权利要求1所述的一种自适应不规则拓扑动态路径规划方法, 其特征在于: 为二级节点。 节点k的级别阈值公式为: 其中, p为节点k通信范围内的邻居节点个数, Cq为节点k邻骤一中网络内的节点根据节点级别阈值公式进行自身分级处理: 若大于该阈值, 则标记 为一级节点; 否则。

14、二 次定位。 2.根据权利要求1所述的一种自适应不规则拓扑动态路径规划方法, 其特征在于: 所述 步节点采取自救随机移动。 步骤七: 移动锚节点遍历整个区域后, 未完成定位的未知节点利用虚拟锚节点进行 锚节点转入搜索模式, 调节功率控制器增大为两倍的发射功率, 若仍接收不到未知节点信 息, 则移动锚新进行方向决策。 步骤六: 移动锚节点进入节点不连通区域, 即通信范围内接收不到未知节点信息, 移动 步骤五: 移动锚节点在移动过程中, 若预测下一目标位置处于空洞区域内, 则利用覆盖 矩阵和后退链重馈的定 位调节系数, 计算各区域内节点分级权重; 并利用节点分级权重系数对下一步移动方向进 行决策。。

15、, 且不再接收锚节点信息包。 步骤四: 移动锚节点利用三个定向天线对节点进行区域辨别并记录未知节点反点接收数据包, 当接收到三个移动锚节点数据包后, 进行自我定位, 并 向锚节点发送定位反馈信息数据包理, 并标记自身级别。 步骤二: 移动锚节点转入定位模式, 并广播自身位置数据包。 步骤三: 未知节不均且不连通的C型或Z型区域内, 节点以通信范围内总邻居节点的连 通度平均值为阈值, 进行自身分级处 A 1.一种自适应不规则拓扑动态路径规划方法, 其特征在于该方法按以下步骤实现: 步骤一: 在分布 说明书4页 附图3页 CN 107493566 A 2017.12.19 CN 107493566。

16、C型或Z型区域 的移动锚节点路径规划, 提高了定位率, 且克服 了局部路径冗长问题。 权利要求书1页区域后, 未定位的未知节 点利用虚拟锚节点进行二次定位。 本发明适用于 传感器节点分布不均且不连通的根据预测下一目标位置是否处于空 洞区, 利用覆盖矩阵和后退链对移动方向重新抉 择。 在锚节点遍历整个围内的未知节点向移动锚节点反馈信息, 移动锚 节点利用分级权重系数进行下一目标方向决策。 移动锚节点(57)摘要 本发明涉及一种自适应不规则拓扑动态路 径规划方法。 该方法采用节点分级处理, 通信范 1) H04W 4/00(2009.01) (54)发明名称 一种自适应不规则拓扑动态路径规划方法 革 (51)Int.Cl. H04W 4/02(2009.01) H04W 64/00(2009.0江南大学 地址 214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大 道1800号 (72)发明人 高美凤刘洋于力(21)申请号 201710705765.9 (22)申请日 2017.08.17 (71)申请人 (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 (43)申请公布日。

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