传感器网络的节点故障控制方法及装置

1.本发明涉及传感器网络技术领域，尤其涉及一种传感器网络的节点故障控制方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.传感器网络是一种布设在环境中的无线通信网络，由具有分布式感知能力和无线通讯能力的传感器网络节点组成，其具有低功耗、感知范围广、多模态感知等优势，应用越来越广泛。无线传感器网络的发展最初起源于战场监测等军事应用。而现今无线传感器网络被应用于很多民用领域，如环境与生态监测、健康监护、家庭自动化、以及交通控制等。
3.在传感器网络工作的过程中，如果个别节点出现故障，则会导致出现网络断路的情况。现有的传感器网络故障应对方法主要是人工检修，由于传感器网络覆盖范围大，在替换网络中的故障传感器时，会导致过长的维修时间，导致传感器网络会在较长时间处于中断通讯的状态，故其不能作为应急方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种传感器网络的节点故障控制方法、装置及存储介质，用于至少解决上述技术问题之一。
5.第一方面，本发明实施例提供一种传感器网络的节点故障控制方法，包括：根据预设的子网划分条件，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络；获取对应各个所述传感器子网络的子网节点表，其中所述子网节点表用于记录相应的传感器子网络中处于运行状态的传感器节点的节点标识和相应的节点位置；根据所述子网节点表，确定所述各个传感器子网络中对应相邻的传感器子网络的节点插补位置；在确定所述传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网。
6.优选地，所述在确定所述传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网，包括：将所述子网节点表所对应的子网节点数量总数与所述传感器网络所对应的节点配置总数进行比较；当所述子网节点数量总数小于所述节点配置总数时，确定所述传感器网络存在节点故障；控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网。
7.优选地，所述根据预设的子网划分条件，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络，包括：获取所述传感器网络中相邻的传感器节点之间的组网通讯数据；根据所述组网通讯数据中的时间戳信息，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络；其中，同一所述传感器子网络中相邻的传感器节点之间的数据传输时间小于预设的时间阈值。
8.优选地，所述根据所述子网节点表，确定所述各个传感器子网络中对应相邻的传
感器子网络的节点插补位置，包括：基于所述子网节点表，从相邻的第一传感器子网络和第二传感器子网络中分别确定第一传感器节点和第二传感器节点；其中，所述第一传感器节点和所述第二传感器节点之间的节点距离是所述第一传感器子网络与所述第二传感器子网络之间的最短节点距离；根据所述第一传感器节点的节点位置与所述第二传感器节点的节点位置之间的中点位置，确定所述节点插补位置。
9.优选地，所述基于所述子网节点表，从相邻的第一传感器子网络和第二传感器子网络中分别确定第一传感器节点和第二传感器节点，包括：基于所述子网节点表中各个节点标识所对应的节点位置，构建gabriel图；基于所述gabriel图，通过自组织的方式获得子网传感器节点表；根据gabriel图得到不连通子网哈希表，并确定连通所述第一传感器子网络和所述第二传感器子网络的最近传感器节点对，以得到相应的所述第一传感器节点和所述第二传感器节点。
10.优选地，所述根据所述第一传感器节点的节点位置与所述第二传感器节点的节点位置之间的中点位置，确定所述节点插补位置，包括：获取所述中点位置所对应的环境周边信息；在确定所述环境周边信息满足针对所述移动机器人的预设的导航通行条件的情况下，将所述中点位置确定为所述节点插补位置。
11.优选地，在获取所述中点位置所对应的环境周边信息之后，所述方法包括：在确定所述环境周边信息不满足所述导航通行条件的情况下，将所述中点位置作为圆心并按照预设长度作圆，以确定相应的候选插补位置。
12.优选地，所述子网节点表是通过子网自组织操作而确定的，所述子网自组织操作包括：传感器节点记录当前时间戳，并将自身的节点标识、节点位置和时间戳加入到子网节点表中；传感器节点从多个邻居节点接收到的子网节点表合并，并删除距离当前时间超过预设时间阈值的节点id；传感器节点将子网节点表发布至各个所述邻居节点。
13.第二方面，本发明实施例提供一种传感器网络的节点故障控制装置，包括：子网络分组单元，用于根据预设的子网划分条件，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络；子网表获取单元，用于获取对应各个所述传感器子网络的子网节点表，其中所述子网节点表用于记录相应的传感器子网络中处于运行状态的传感器节点的节点标识和相应的节点位置；插补位置确定单元，用于根据所述子网节点表，确定所述各个传感器子网络中对应相邻的传感器子网络的节点插补位置；移动组网控制单元，用于在确定所述传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网。
14.第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法的步骤。
15.第四方面，本发明实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有一个或多个包括执行指令的程序，所述执行指令能够被电子设备(包括但不限于计算机，服务器，或者网络设备等)读取并执行，以用于执行本发明上述方法的步骤。
16.第五方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算
机执行时，使所述计算机执行上述方法的步骤。
17.上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
18.上述方案，为了传感器网络能够正常运行，本发明实施例设计一种节点故障应急的移动智能体智能插补感知方法，对传感器网络中处于运行状态的传感器节点进行子网分组，得到各个子网的子网节点表，通过子网节点表识别相邻子网所对应的节点插补位置，在识别到节点故障时，控制移动机器人携带应急传感器节点至节点插补位置，实现对相邻子网的自动故障应急插补。由此，充分发挥移动机器人自主导航的优势，在移动机器人上安装传感器节点，当故障发生时，快速检测故障，感知并导航至最优的插补位置，实现传感器网络的自动故障应急插补。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1示出了根据本发明实施例的传感器网络的节点故障控制方法的一示例的流程图；
21.图2示出了根据图1中的步骤s140的一示例的操作流程图；
22.图3示出了根据本发明实施例的移动智能体智能插补感知系统的结构示意图；
23.图4示出了根据本发明实施例的移动智能体智能插补感知方法的一示例的流程图；
24.图5示出了根据本发明实施例的子网自组织步骤的流程图；
25.图6示出了根据本发明实施例的传感器网络的节点故障控制装置的一示例的结构框图；
26.图7为本发明的电子设备的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
29.图1示出了根据本发明实施例的传感器网络的节点故障控制方法的一示例的流程
图。
30.如图1所示，在步骤s110中，根据预设的子网划分条件，将传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络。
31.需说明的是，子网划分条件可以表示按照节点信息的需求将子网进行划分的条件，例如不同节点之间的距离，由此实现对传感器网络的子网划分。
32.示例性地，通过对传感器网络中各个传感器节点的通讯数据进行采集和分析，以对传感器节点进行子网分组。
33.在步骤s120中，获取对应各个传感器子网络的子网节点表。这里，子网节点表用于记录相应的传感器子网络中处于运行状态的传感器节点的节点标识和相应的节点位置。
34.示例性地，针对各个传感器子网络，根据该传感器子网络中各个传感器节点的节点标识和相应的节点位置，得到对应于此传感器子网络的子网节点表。
35.在步骤s130中，根据子网节点表，确定各个传感器子网络中对应相邻的传感器子网络的节点插补位置。这里，节点插补位置可以表示能够对相邻的传感器子网络进行信号补偿或信号中继的位置，例如在相邻的两个传感器子网络之间的位置。
36.在步骤s140中，在确定传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至节点插补位置，使得传感器网络基于应急传感器节点重新组网。
37.通过本发明实施例，依据传感器网络的节点工作状态将网络进行子网划分，并基于相邻子网分布而自动感知节点插补位置，在检测到节点故障时，调度具有导航能力的移动机器人携带应急传感器节点进行重新组网，使得传感器网络能够快速恢复。
38.关于上述步骤s110，在一些实施方式中，获取传感器网络中相邻的传感器节点之间的组网通讯数据，并根据组网通讯数据中的时间戳信息，将传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络。需说明的是，同一传感器子网络中相邻的传感器节点之间的数据传输时间小于预设的时间阈值。由此，实现将数据传输时间消耗较短或距离较近的传感器节点归入同一个子网络中。
39.关于上述步骤s130，在一些实施方式中，基于子网节点表，从相邻的第一传感器子网络和第二传感器子网络中分别确定第一传感器节点和第二传感器节点。这里，第一传感器节点和第二传感器节点之间的节点距离是第一传感器子网络与第二传感器子网络之间的最短节点距离。
40.具体地，基于子网节点表中各个节点标识所对应的节点位置构建gabriel图，基于gabriel图通过自组织的方式获得子网传感器节点表，根据gabriel图得到不连通子网哈希表，并确定连通所述第一传感器子网络和所述第二传感器子网络的最近传感器节点对，以得到相应的第一传感器节点和第二传感器节点。
41.需说明的是，分布式传感器网络节点具有无线通讯功能，能够在邻居节点之间传递数据，其位置固定且已知，能够根据节点位置构建gabriel图。这里，gabriel图是一种三角划分方法，其定义为：以边的两个节点作为直径的圆内不包含其他节点。
42.进而，根据第一传感器节点的节点位置与第二传感器节点的节点位置之间的中点位置，确定节点插补位置。由此，在检测到传感器网络发生节点故障时，智能识别用于在第一传感器子网络和第二传感器子网络之间实现中继的最优距离的位置，实现移动机器人对
第一传感器子网络和第二传感器子网络中节点故障的快速恢复，满足对大范围的传感器网络的节点故障进行高效管理的需求。
43.在本发明实施例的一些示例中，获取中点位置所对应的环境周边信息，在确定环境周边信息满足针对移动机器人的预设的导航通行条件的情况下，将中点位置确定为节点插补位置。另一方面，在确定环境周边信息不满足导航通行条件的情况下，将中点位置作为圆心并按照预设长度作圆，以确定相应的候选插补位置。由此，在得到邻近子网的中点位置时，利用中点位置所对应的环境周边信息对机器人的通行条件进行判断，以确保移动机器人能可靠地到达应急组网位置。
44.图2示出了根据图1中的步骤s140的一示例的操作流程图。
45.如图2所示，在步骤s210中，将子网节点表所对应的子网节点数量总数与传感器网络所对应的节点配置总数进行比较。
46.具体地，通过子网节点表将各个子网中正在运行的节点进行求和，以确定相应的子网节点数量总数，进而将此子网节点数量总数与节点配置总数进行比较。
47.在步骤s220中，当子网节点数量总数小于节点配置总数时，确定传感器网络存在节点故障。
48.这样，当子网节点数量总数小于节点配置总数时，说明传感器网络中存在处于未运行的节点或故障节点。
49.在步骤s230中，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至节点插补位置，使得传感器网络基于应急传感器节点重新组网。由此，实现基于子网节点表对传感器网络的节点故障的智能检测和智能组网重连，有效降低了网络故障时间。
50.图3示出了根据本发明实施例的移动智能体智能插补感知系统的结构示意图。
51.如图3所示，节点故障应急的移动智能体智能插补感知系统，包括移动机器人、分布式无线传感器网络、无线通信模块，对应的智能插补感知方法包含子网自组织步骤，节点插补位置感知步骤、移动智能体插补步骤。
52.通过节点插补位置感知方法判断传感器网络连接情况，发现故障后自动感知最优的网络插补位置。比较子网节点表数量和总节点数量，如果不相等，说明出现了网络断路，将网络节点分为a、b两组，建立不连通子网节点哈希表。根据gabriel图，遍历a组节点的邻居，找到距离最近的b组节点，取两点间中点为圆心，一定长度为半径做圆的区域，作为候选插补位置。
53.需说明的是，移动机器人是一款高可靠性、高环境适应能力的agv，搭载高精度惯性导航单元、gps模块、激光雷达、摄像头，具有高精度的定位能力和自主导航功能。这里，在移动机器人上安装有移动传感器节点，和无线通信模块，在得到节点插补位置后能够自动移动到该位置，在一段时间内作为故障应急方案。
54.如图4所示，移动智能体智能插补感知方法包含子网自组织步骤，节点插补位置感知步骤、移动智能体插补步骤，在发现网络故障时控制移动机器人前往插补位置连通传感器网络，具体过程包括如下步骤：
55.首先，根据传感器节点位置构造gabriel图。
56.然后，传感器子网通过子网自组织操作而获得子网传感器节点表，根据子网节点数量检测故障。
57.继而，得到不连通子网哈希表，根据gabriel图得到能够连通两个子网最近传感器节点对，该节点对的中点作为候选插补位置。
58.进而，判断候选插补位置是否有效，如果有效，移动机器人移动到该位置进行网络插补，否则选取其他候选插补位置。
59.图5示出了根据本发明实施例的子网自组织步骤的操作流程图。
60.这里，子网自组织步骤包括分布式网络节点共同维护一个子网节点表。
61.具体地，如图5所示，在步骤s510中，传感器节点记录当前时间戳，并将自身节点id和时间戳加入到子网节点表中。
62.在步骤s520中，传感器节点从多个邻居节点接收到的子网节点表合并，多条信息中重复的节点的时间戳以最新时间戳为准，删除距离当前时间过长的节点id。
63.在步骤s530中，传感器节点将子网节点表发布至所有邻居节点。
64.通过本发明实施例，在分布式无线传感器网络出现故障时可以自动检测故障，降低了运营成本。利用移动机器人在最优的插补位置对传感器网络进行插补，大大降低了故障造成的损失。移动机器人能够自主运行，保证系统有效长时间运行。
65.图6示出了根据本发明实施例的传感器网络的节点故障控制装置的一示例的结构框图。
66.如图6所示，传感器网络的节点故障控制装置600包括子网络分组单元610、子网表获取单元620、插补位置确定单元630和移动组网控制单元640。
67.子网络分组单元610用于根据预设的子网划分条件，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络。
68.子网表获取单元620用于获取对应各个所述传感器子网络的子网节点表，其中所述子网节点表用于记录相应的传感器子网络中处于运行状态的传感器节点的节点标识和相应的节点位置。
69.插补位置确定单元630用于根据所述子网节点表，确定所述各个传感器子网络中对应相邻的传感器子网络的节点插补位置。
70.移动组网控制单元640用于在确定所述传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网。
71.关于本发明实施例的传感器网络的节点故障控制装置的更多细节，可以参照上文中结合传感器网络的节点故障控制方法的实施例描述，并能取得相同或类似的技术效果。
72.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作合并，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
73.在一些实施例中，本发明实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有一个或多个包括执行指令的程序，所述执行指令能够被电子设备(包括但不限于计算机，服务器，或者网络设备等)读取并执行，以用于执行本发明上述的传感器网
络的节点故障控制方法。
74.在一些实施例中，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述的传感器网络的节点故障控制方法。
75.在一些实施例中，本发明实施例还提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行传感器网络的节点故障控制方法。
76.图7是本发明另一实施例提供的执行传感器网络的节点故障控制方法的电子设备的硬件结构示意图，如图7所示，该设备包括：
77.一个或多个处理器710以及存储器720，图7中以一个处理器710为例。
78.执行传感器网络的节点故障控制方法的设备还可以包括：输入装置730和输出装置740。
79.处理器710、存储器720、输入装置730和输出装置740可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
80.存储器720作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的传感器网络的节点故障控制方法对应的程序指令/模块。处理器710通过运行存储在存储器720中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的传感器网络的节点故障控制方法。
81.存储器720可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据语音交互设备的使用所创建的数据等。此外，存储器720可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器720可选包括相对于处理器710远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至语音交互设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
82.输入装置730可接收输入的数字或字符信息，以及产生与语音交互设备的用户设置以及功能控制有关的信号。输出装置740可包括显示屏等显示设备。
83.所述一个或者多个模块存储在所述存储器720中，当被所述一个或者多个处理器710执行时，执行上述任意方法实施例中的传感器网络的节点故障控制方法。
84.上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
85.本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:
86.(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
87.(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:pda、mid和umpc设备等。
88.(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
89.(4)其他具有数据交互功能的机载电子装置，例如安装上车辆上的车机装置。
90.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
91.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
92.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种传感器网络的节点故障控制方法，包括：根据预设的子网划分条件，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络；获取对应各个所述传感器子网络的子网节点表，其中所述子网节点表用于记录相应的传感器子网络中处于运行状态的传感器节点的节点标识和相应的节点位置；根据所述子网节点表，确定所述各个传感器子网络中对应相邻的传感器子网络的节点插补位置；在确定所述传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网。2.根据权利要求1所述的传感器网络的节点故障控制方法，其中，所述在确定所述传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网，包括：将所述子网节点表所对应的子网节点数量总数与所述传感器网络所对应的节点配置总数进行比较；当所述子网节点数量总数小于所述节点配置总数时，确定所述传感器网络存在节点故障；控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网。3.根据权利要求1所述的传感器网络的节点故障控制方法，其中，所述根据预设的子网划分条件，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络，包括：获取所述传感器网络中相邻的传感器节点之间的组网通讯数据；根据所述组网通讯数据中的时间戳信息，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络；其中，同一所述传感器子网络中相邻的传感器节点之间的数据传输时间小于预设的时间阈值。4.根据权利要求1所述的传感器网络的节点故障控制方法，其中，所述根据所述子网节点表，确定所述各个传感器子网络中对应相邻的传感器子网络的节点插补位置，包括：基于所述子网节点表，从相邻的第一传感器子网络和第二传感器子网络中分别确定第一传感器节点和第二传感器节点；其中，所述第一传感器节点和所述第二传感器节点之间的节点距离是所述第一传感器子网络与所述第二传感器子网络之间的最短节点距离；根据所述第一传感器节点的节点位置与所述第二传感器节点的节点位置之间的中点位置，确定所述节点插补位置。5.根据权利要求4所述的传感器网络的节点故障控制方法，其中，所述基于所述子网节点表，从相邻的第一传感器子网络和第二传感器子网络中分别确定第一传感器节点和第二传感器节点，包括：基于所述子网节点表中各个节点标识所对应的节点位置，构建gabriel图；基于所述gabriel图，通过自组织的方式获得子网传感器节点表；根据gabriel图得到不连通子网哈希表，并确定连通所述第一传感器子网络和所述第二传感器子网络的最近传感器节点对，以得到相应的所述第一传感器节点和所述第二传感
器节点。6.根据权利要求4所述的传感器网络的节点故障控制方法，其中，所述根据所述第一传感器节点的节点位置与所述第二传感器节点的节点位置之间的中点位置，确定所述节点插补位置，包括：获取所述中点位置所对应的环境周边信息；在确定所述环境周边信息满足针对所述移动机器人的预设的导航通行条件的情况下，将所述中点位置确定为所述节点插补位置。7.根据权利要求5所述的传感器网络的节点故障控制方法，其中，在获取所述中点位置所对应的环境周边信息之后，所述方法包括：在确定所述环境周边信息不满足所述导航通行条件的情况下，将所述中点位置作为圆心并按照预设长度作圆，以确定相应的候选插补位置。8.根据权利要求1-7中任一项所述的传感器网络的节点故障控制方法，其中，所述子网节点表是通过子网自组织操作而确定的，所述子网自组织操作包括：传感器节点记录当前时间戳，并将自身的节点标识、节点位置和时间戳加入到子网节点表中；传感器节点从多个邻居节点接收到的子网节点表合并，并删除距离当前时间超过预设时间阈值的节点id；传感器节点将子网节点表发布至各个所述邻居节点。9.一种传感器网络的节点故障控制装置，包括：子网络分组单元，用于根据预设的子网划分条件，将所述传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络；子网表获取单元，用于获取对应各个所述传感器子网络的子网节点表，其中所述子网节点表用于记录相应的传感器子网络中处于运行状态的传感器节点的节点标识和相应的节点位置；插补位置确定单元，用于根据所述子网节点表，确定所述各个传感器子网络中对应相邻的传感器子网络的节点插补位置；移动组网控制单元，用于在确定所述传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至所述节点插补位置，使得所述传感器网络基于所述应急传感器节点重新组网。10.一种存储介质，所述存储介质中存储有一个或多个包括执行指令的程序，所述执行指令能够被电子设备读取并执行，以用于执行如上述权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种传感器网络的节点故障控制方法及装置，在该方法中，包括：根据预设的子网划分条件，将传感器网络中处于运行状态的各个传感器节点分组至多个传感器子网络；获取对应各个传感器子网络的子网节点表；根据子网节点表，确定各个传感器子网络中对应相邻的传感器子网络的节点插补位置；在确定传感器网络存在节点故障的情况下，控制携带有应急传感器节点的移动机器人移动至节点插补位置，使得传感器网络基于应急传感器节点重新组网。由此，充分发挥移动机器人自主导航的优势，在移动机器人上安装传感器节点，实现传感器网络的自动故障应急插补。障应急插补。障应急插补。


技术研发人员：何斌 刘昊 李刚 程斌 周艳敏 王志鹏 朱忠攀
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/24