智能抄表系统设备现场布置方法

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1、说明书摘要本发明公开一种智能抄表系统设备现场布置方法，它是一种基于无线传感网络的智能电表节点布置方法。本发明研究了智能抄表系统中无线网络节点的部署问题，针对离散、不均匀分布的目标点覆盖问题，捉岀了静态节点部署的和关算法；为了提高中继链路的可靠性，延长网络生存期，提出了不依赖位置信息的节点盲移动算法；为了增强网络的连通性，构建容许一个节点失效的两连通网络拓扑，提出了基于接收信号强度的单节点移动算法。权利要求书1•一种智能抄表系统设备现场布置方法，其特征在于：感知区域中节点的优化配置问题以及地形障碍状况对无线传感网络配置的影响；针对离散、不均匀分布的目标点覆盖问题，研究了静态节点部署的相关算法

2、；增强链路有效性的节点优化部署，提高中继链路的可靠性，延长网络生存期；网络拓扑动态优化，增强了网络的连通性。2.按照权利要求1所述的智能抄表系统设备现场布置方法，其特征在于：节点部署问题：扫描部署。通过动态移动节点扫描感知区域，搜索监视冃标，实现信息检测。在扫描部署方式中，感知数据的过程需要考虑节点的数量、节点布置的位置和感知目标的数据采集效果等。使尽量多的目标对象被检出，力争减少遗漏；区域部署。采用静止节点采集感知区域的数据，节点布置到口标区域后不可移动或只能在小范围内移动。寻求能覆盖整个感知区域的最少节点数目。根据检测需要也可以再次移动布置的节点，但移动的范围很小，以保证节点的能源有效

3、；障碍部署。信息采集的目标区域的自然环境非常复杂，有建筑物、斜坡、高山等影响数据采集和通讯的自然因素，节点的布置要考虑到这些自然环境因素的限制。为实现有效覆盖，应该减少或避开障碍对节点的影响。可以根据障碍物的空间结构，将障碍物与检测口标有机结合来布置节点位置。3.按照权利要求1所述的智能抄表系统设备现场布置方法，其特征在于：节点的静态优化部署问题有两种描述：一为运用优化策略将节点分派到网格上，使得在满足每个网格点覆盖要求的前提前，配置的节点数量最小；二为已知所有网格点以及需要部署的节点节点数量k,应合理地安排k个节点的位置。4.按照权利要求3所述的智能抄表系统设备现场布置方法，其特征在于：

4、静态节点部署的相关算法；MAX.AVG.COV与MAX.MIN.COV算法。MAX.AVG.COV和MAX.MIN.COV贪心启发策略布置节点，根据前驱节点的布置情况，应用某种启发策略，决定下一个节点的布置位置。其目的是希望运用优化策略将节点分派到网格上，使得在满足每个网格点覆盖要求的前提前，配置的节点数量最小。将待放置的节点区域划分成网格，假设节点探测目标的概率随目标和节点之间的距离成指数变化，并很好地把障碍物和优先覆盖模型化；同时与随机放置和均匀放置算法进行了比较，结果显示两种算法都有较好的性能。但是两种算法也存在一些不足，比如：MAX.AVG.COV是从整体角度出发，把节点放在能使整

5、体性能改变最大的点上，而MAX.MIN.COV算法是从优先改善局部性能的角度出发，优先把节点放在性能最差的点上，该方法求解效率比较高，但对每个需求解的问题必须找出其特有的启发式规则，所以，这种方法较多地依赖于对问题构造和性质的认识和经验；整体■局部-增进算法。这种算法是迭代算法，初始化后，每运行一次放置一个节点到网络区域中。算法只有在所有点都满足覆盖要求或是已配置的节点目已达到能配置的节点的数目的极限时算法才停止。在每次迭代过程中，寻找使网络整体有效覆盖性能改变放大的点。充分考虑这些实际问题，在保留原有的障碍物模型和优先覆盖模型等很好的思考方法的同时，加进来新的元索，利用推导，剔除局部冗余

6、，提升整体性能，通过算法迭代，得到一系列网格点，在这些网格点上放置节点，得到了更高效的放置方法；菱形网格放置方法。适用于静态网络部署的为已知所有网格点以及需要部署的节点数量k,能够合理地安排k个节点的位置。菱形网格既能充分利用节点的感知和通信能力，又能够确保网络区域内完全无缝连通和完全无缝覆盖，实现完全无缝覆盖的网络区域内所需要的最少节点数N由下面公式给出：FFN=-=53V3r22此处，F为网络区域的面积，8=^r2为每个节点的有效覆盖面积,r为节点的感知或通信半径。令每个节点位于菱形网格的定点上。菱形网格能保证网络区域完全无缝覆盖，乂能使所需要的节点数最少，即给出了菱形网格是最优的一种

7、网格形式。2.按照权利要求1所述的智能抄表系统设备现场布置方法，其特征在于：增强链路有效性的节点优化部署；无线网络中，节点属性基本相同且依靠电池供电，因此，处理和传输能力也相对有限。处于通信范围内的节点之间可以直接通信，而超出通信能力则需要这两个节点之间的其它节点转发和路由。通过在网络中部署中继节点的方法，能够有效地降低节点的传输功率，以延长网络生存期。提出了基于信号强度感知的节点盲移动算法，在保持网络节点之间连通的基础