利索能及
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专利号: 2017108583990
申请人: 南昌工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种能量获取型无线传感网络最大化监测频率方法,其步骤:

(1)构建能量获取型无线传感监测网络模型,假定能量获取型无线传感监测网络拓扑为G(V,E),该网络拓扑G(V,E)含有以下节点类型:虚拟源节点Sr,被监测目标节点zi,i=1,

2,3…,m,监测节点si,i=1,2,3…,n,接收节点Sink;首先用虚拟源节点连接所有被监测目标节点zi,i=1,2,3…,m,再根据监测节点si,监测及传输范围,建立被监测目标节点与监测节点,以及监测节点之间的连接关系,从而建立能量获取型无线传感监测网络拓扑G(V,E);

(2)建立监测节点间链路权重,首先利用指数加权移动平均方法预测各个监测节点(si,)的获取能量SE(si),i=1,2,…,n;根据预测的各个监测节点的获取能量SE(si)、监测一次目标所需的能量EZj(si)以及转发一次监测信息所需的能量EFj(si);计算有连接关系的虚拟源节点(Sr)与被监测目标节点间链路权重w(Sr,zi),被监测目标节点与监测节点间链路权重w(zi,si),以及监测节点间链路权重w(si,sj),i,j=1,2,…,n,i≠j,具体计算公式如下:w(Sr,zi)=w(zi,si)=EZj(si),w(si,sj)=min(SE(si),SE(sj));

(3)监测网络拓扑分解,采用节点分裂操作进行拓扑分解,建立分解后的监测网络Gd(V’,E’);具体分解如下:对于监测网络一条链路(si,sj),监测节点si用两个节点s'i and s”i以及监测节点sj用两个节点s'j and s”j,链路(si,sj)分裂操作后的链路包括为(s'i,s”i),(s”i,s'i),(s'j,s”j),(s”j,s'j),(s'i,s”j),(s”j,s'i),(s'j,s”i),(s”i,s'j);相应的链路权重为w(s'i,s”i)=w(s”i,s'i)=SE(si);w(s'j,s”j)=w(s”j,s'j)=SE(sj);w(s'i,s”j)=w(s”j,s'i)=0,w(s'j,s”i)=w(s”i,s'j)=min(SE(si),SE(sj));

(4)计算最大能量流路径,如果不存在最大能量流路径,则转到第七步,否则根据分解后的监测网络,计算虚拟源节点Sr到接收节点Sink的最大能量流路径,然后依次对各路径进行反向操作,减去路径上节点的监测所需能量值;具体操作如下:对于最大能量流路径上的所有链路,如果链路(pi,pj)两节点pi和pj符合以下节点类型要求,即(pi=zi)且(pj=s”j or pj=s'j),则节点的能量值及链路权重值更新如下:SE(pj)=SE(pj)-(EZi(pj)+EF(pj))

w(pi,pj)=w(pi,pj)-EZi(pj)

w(pj,pi)=w(pj,pi)+EZi(pj)

如果链路(pi,pj)两节点pi和pj符合类型要求为pi=s”i or pi=s'i和pj=s”j or pj=s'j,则节点的能量值及链路权重值更新如下:SE(pj)=SE(pj,)-(ERi(pj)+EF(pj))

w(pi,pj)=w(pi,pj)-(ERi(pj)+EF(pj))

w(pj,pi)=w(pj,pi)+(ERi(pj)+EF(pj))

如果链路(pi,pj)两节点pi和pj符合类型要求为pi=Sr and pj=zj,则节点的能量值及链路权重值更新如下:E(pj)=SE(pj)-(EZi(pj))

w(pi,pj)=w(pi,pj)-EZi(pj)

w(pj,pi)=w(pj,pi)+EZi(pj)

(5)更新监测频率FM(zi)=FM(zi)+1,i=1,2,3…,m;

(6)更新监测网络链路权重,对于在分解监测网络Gd(V’,E’)中的每一条链路(qi,qj),如果两节点pi和pj符合类型要求为((qi=Sr)and(qj=zj))or((qi=zi)and(qj=s”j or qj=s'j)),则链路权重值更新为w(qi,qj)=EZj(si),否则链路权重值更新为w(qi,qj)=min{SE(qi),SE(qj)},更新结束后,返回第4步;

(7)输出目标监测频率FM(zi),i=1,2,3…,m。