【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于个性化推荐，更具体地，本专利技术涉及一种基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法。
技术介绍
1、随着信息技术和时代的进步，无线传感器网络(wireless sensor networks，wsn)已被大量应用于健康监护、环境检测、区域安防等领域。
2、动物迁徙是自然生态系统中的重要组成部分，了解和监测动物迁徙可以帮助我们保护和恢复生物多样性，动物迁徙是动物行为和适应性的重要研究对象，通过对动物迁徙的观察和分析，可以揭示动物的生态习性、物种基因流动规律、物种间相互作用等科学问题，许多动物的迁徙与资源利用有关，了解动物的迁徙路径和时间可以帮助我们建立气候与环境变化的风向标，通过合理的资源管理和能源利用，实现可持续发展。
3、传统检测方法一般是在动物身上安装小型传感器设备，这些传感器可以记录动物的位置，上述方法存在传感器设备安装复杂，且动物活时动传感设备易掉落的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，旨在改善上述问题。
2、本专利技术是这样实现的，一种基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，所述方法包括如下步骤：
3、(1)将监测节点及sink节点按照设定的数目抛洒在roi区的监测带上，监测节点包括设定比例的动态节点及静态节点；
4、(2)将监测带上监测节点划分为若干节点簇和节点集；
5、(3)所有监测节点确定自身的世界坐标，节点簇内的监测节点获取其其他监测节
6、(4)查找静态节点间的栅栏间隙，获取栅栏间隙信息，包括：栅栏间隙位置，栅栏间隙角度及栅栏间隙距离；
7、(5)确定修补各个栅栏间隙所需的动态节点数量并确定对应数量的修补位置范围，获取每个动态节点到各个栅栏间隙对应修补位置的最短移动距离，构建代价矩阵；
8、(6)基于代价矩阵获取动态节点移动距离全局最短的修补方案，将相关对动态节点移动至修补方案中对应栅栏间隙的修补位置，对栅栏间隙进行修补。
9、进一步地，在步骤(6)之后还包括：
10、(7)计算监测长度与监测带的长度的比值，若该比值大于设定的阈值，则查找roi区内的冗余节点，检测冗余节点是否为动态节点；
11、(8)若检测结果为是，则控制冗余节点移动至修补方案中移动距离最远的栅栏间隙的修补位置，在用于修补的动态节点的电量低于设定的电量阈值时，唤醒对应的冗余节点；若检测结果为否，则冗余节点与其邻居监测节点交替工作。
12、进一步地，节点簇的划分方法具体如下：
13、(21)查到当前监测节点在通讯半径内是否存在其他监测节点，若存在，执行步骤(22)，若不存在，执行步骤(23)；
14、(22)在其通讯半径内的其他监测节点放入该节点所在的节点集中，以新放入当前节点集的监测节点为当前监测节点，执行步骤(21)；
15、(23)以监测带上距当前监测节点最近的监测节点作为新的监测节点，将距当前监测节点最近的其他监测节点放入新的节点集中，以当前放入当前节点集的监测节点为当前节点，执行步骤(21)；
16、(24)在当前监测节点为监测带上的最后一个监测节点后，节点集中监测节点数大于等于三个的为节点簇。
17、进一步地，监测节点的自身的世界坐标确定方法具体如下：
18、sink节点实时向外发送信息，包括自身的世界坐标(sx,sy)及发送角度θ，roi区内的所有监测节点接收sink节点发送的信息，进而计算出自身的世界坐标(rx,ry)，(rx,ry)＝(sx+d*cosθ,sy+d*sinθ)，其中，d为对应监测节点距sink节点的距离，基于对应监测节点接收到的sink节点发送信号的信号强度来确定。
19、进一步地，在监测节点m1位于节点簇ck，监测节点p不位于节点簇ck时，监测节点m1确定监测节点p的世界坐标的方法如下：
20、节点簇ck任意选择两个监测节点m2、监测节点m3，监测节点m1、监测节点m2、监测节点m3读取监测节点p所发出信号的信号强度，基于信号强度确定监测节点p到监测节点m1、监测节点m2、监测节点m3的距离d1、距离d2、距离d3，基于距离d1、距离d2、距离d3计算监测节点p的世界坐标。
21、进一步地，在动态节点e位于节点集jk，监测节点p不位于节点集jk时，动态节点确定监测节点p的世界坐标的方法具体如下：
22、动态节点e在当前所在的第一位置处读取监测节点p所发送信号的信号强度，确定动态节点e当前位置距监测节点p的距离d1；
23、动态节点e控制自身移动至第二位置，动态节点e在第二位置处读取监测节点p所发送信号的信号强度，确定动态节点e当前位置距监测节点p的距离d2；
24、动态节点e控制自身移动至第三位置，动态节点e在第三位置处读取监测节点p所发送信号的信号强度，确定动态节点e当前位置距监测节点p的距离d3，第一位置、第二位置、第三位置构成一个等边三角形；
25、基于距离d1、距离d2、距离d3计算监测节点p的世界坐标。
26、进一步地，栅栏间隙的最少动态节点数量n的计算公式具体如下：
27、
28、其中，r为对于活动物体的感知半径，gapij为对应间栅栏间隙的距离。
29、进一步地，在栅栏间隙共需要n个动态节点进行修补时，第k个动态节点e(xe,ye)需要满足如下条件：
30、当yj＜yi时，横坐标范围：xi+k·δx＜xe＜xj-(n-k+1)δx；纵坐标范围：yi-k·δy＜ye＜yj+(n-k+1)δy；
31、当yj≥yi时，横坐标范围：xi+k·δx＜xe＜xj-(n-k+1)δx；纵坐标范围：yi+k·δy＜ye＜yj-(n-k+1)δy；
32、且动态节点e位于修补直线：ye＝(xe-xi)tanα+yi。
33、其中，δx，δy分别表示当前动态节点与感知半径相切点的水平分量、垂直分量。
34、进一步地，移动节点距栅栏间隙的修补位置范围的最短距离确定方法如下：
35、确定栅栏间隙对应修补位置范围内修补直线的两个端点，将动态节点投影至修补直线，若动态节点在修补直线上的投影点位于两个端点之间，则移动节点到修补位置范围的最短距离为动态节点到修补直线的垂直距离，若动态节点在修补直线上的投影点不位于两个端点之间，则动节点到修补位置范围的最短距离为移动节点到距其最近的端点的距离。
36、进一步地，冗余节点的查找方法具体如下：
37、(71)将监测带一段的起始监测节点放入路径节点集中，以该监测节点作为前监测节点；
38、(72)获取当前监测节点的通讯半径内搜索距其最远的监测节点；
39、(73)将获取的监测节点放入路径集中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，在步骤(6)之后还包括：
3.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，节点簇的划分方法具体如下：
4.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，监测节点的自身的世界坐标确定方法具体如下：
5.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，在监测节点m1位于节点簇Ck，监测节点p不位于节点簇Ck时，监测节点m1确定监测节点p的世界坐标的方法如下：
6.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，在动态节点e位于节点集Jk，监测节点p不位于节点集Jk时，动态节点确定监测节点p的世界坐标的方法具体如下：
7.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，栅栏间隙的最少动态节点数量n的计算公式具体如下：
8.如权利要求7所述基于自修
9.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，移动节点距栅栏间隙的修补位置范围的最短距离确定方法如下：
10.如权利要求2所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，冗余节点的查找方法具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，在步骤(6)之后还包括：
3.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，节点簇的划分方法具体如下：
4.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，监测节点的自身的世界坐标确定方法具体如下：
5.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监测方法，其特征在于，在监测节点m1位于节点簇ck，监测节点p不位于节点簇ck时，监测节点m1确定监测节点p的世界坐标的方法如下：
6.如权利要求1所述基于自修补传感器网络的动物迁徙监...
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