[0004] 本发明的目的是提供一种能量收集移动传感网络中K‑栅栏寿命的优化方法。
[0005] 本发明首先根据监测区域内太阳辐射强度的差异将区域划分为大小相等的小矩形区域，并根据传感器的能耗率和能量收集率划分时隙。然后用边长为两倍传感半径的小网格离散化区域，网格中心为传感器的候选部署位置。根据太阳辐射强度选择最佳的K+1条栅栏的候选部署位置，并根据贪心思想选择传感器移动至栅栏的候选部署位置处。最后在每个时隙开始前根据贪心思想调度传感器修补栅栏上能量不足的节点，并且选择最佳的K条栅栏工作。
[0006] 本发明中，N个结构相同、能够移动，并且具有太阳能收集能力的传感器sn在一个L×W的二维矩形监测区域Ω内分布，n＝1,2,…,N，L为监测区域的长、W为监测区域的宽；监测区域Ω内的太阳辐射强度λ∈[λmin,λmax](单位：瓦/平方米)，λmin和λmax分别是区域内最小和最大太阳辐射强度。
[0007] 本发明具体步骤如下：
[0008] 步骤(1)区域划分；
[0009] (1‑1)将区域离散化：将监测区域Ω离散化为边长为2R的正方形的离散网格，将每个离散网格的中心作为传感器的候选部署位置；离散网格中心位置的太阳辐射强度作为该离散网格内所有点的太阳辐射强度，即离散网格的太阳辐射强度为中心位置的太阳辐射强度；R为传感器的检测半径；
[0010] (1‑2)将监测区域Ω按照l×w划分太阳能区域，l为太阳能区域的长，w为太阳能区域的宽；具体是：
[0011] 首先将监测区域Ω的宽W等分K+1份，形成K+1个面积相等的横向子区域，每个横向子区域Az的长为L、宽为 Az表示第z个横向子区域，z＝1,2,…,(K+1)；K为设定的栅栏数量；
[0012] 然后对每个横向子区域Az在横向上以l为距离、纵向上以w为距离进行划分，得到个太阳能区域 表示取整， 表示第z个横向子区域中第u个太阳能区域；
[0013] 则监测区域Ω划分成 个太阳能区域，每个太阳能区域内在横向和纵向上均包括多个离散网格，包含的离散网格的太阳辐射强度的平均值作为该太阳能区域的太阳辐射强度。
[0014] 步骤(2)构建栅栏；
[0015] (2‑1)选择用于构建栅栏的离散网格组：
[0016] 在一个横向子区域Az中的位于同一行的太阳能区域，对于一个太阳能区域 首先在横向上选择位于平均太阳辐射强度最大的一行离散网格，如果有多行满足条件，则选择距离太阳能区域中心最近的一行离散网格，作为待用离散网格行 然后在 和 纵向相邻的两列离散网格列中，选择平均太阳辐射强度大的一列离散网格将 与 连接起来，该列离散网格中连接 与 的离散网格作为待用离散网格列 依此类推，得到位于同一行太阳能区域的由离散网格行和离散网格列构成的拟用于构建栅栏的离散网格组；
[0017] 每个横向子区域Az包含 组拟用于构建栅栏的离散网格组，选择所包含离散网格的平均太阳辐射强度最大的一组拟用于构建栅栏的离散网格组作为该横向子区域Az的用于构建栅栏的离散网格组；
[0018] (2‑2)将距离用于构建栅栏的离散网格组所包含的离散网格最近的传感器移动到该离散网格的中心位置，构成栅栏baz；则监测区域Ω内构建了K+1条栅栏。
[0019] 步骤(3)栅栏调度：
[0020] (3‑1)栅栏修补，替换掉能量小于阈值的传感器；
[0021] 首先计算时隙长度τt， t表示第t个时隙的序号，B为传感器电池容量(焦耳)，ε阈值百分比，小于该值时传感器不能被激活；e表示传感器执行感知任务的能耗率，ξ表示太阳能转化效率；
[0022] 在每个时隙开始前，遍历构成每条栅栏baz的传感器，将能量小于Bε的传感器so移出离散网格位置；
[0023] 遍历so所在的横向子区域Az中其余传感器，计算权值ω，选择权值最大的传感器sp移动到so原来所在的离散网格中心位置；
[0024] Ep表示传感器sp的剩余能量，len(so,sp)表示传感器so和sp之间的距离；
[0025] (3‑2)激活K条栅栏：
[0026] 计算每条栅栏baz平均剩余能量，即该条栅栏所包含的传感器的平均剩余能量，选择K条平均剩余能量最大的栅栏，在下一个时隙激活K条栅栏所包含的传感器，作为K‑栅栏，其余传感器睡眠。
[0027] 本发明在构建与调度栅栏的同时，考虑了传感器移动的距离，可以将传感器移动的距离降低到最低。本发明结合了栅栏覆盖与能量收集技术，与传统的栅栏覆盖相比，延长了网络的寿命。
