TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 16, No. 3, Dece mbe r  2 015, pp. 574  ~ 582   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 16i3.887 0        574     Re cei v ed Au gust 20, 20 15 ; Revi sed  No vem ber 1 2 , 2015; Accepte d  No vem ber  28, 2015   Nodes Deployment Scheme of Heterogeneous Wireless  Sensor Network Based  on Organic Small Molecule  Model      Ju w e i Zhan g 1,2,3 , Y u  Wang 1,2 , Yachuang Liu 1 , and Qiang y i   Li 1,2   1 Hena n Univ er sit y  of Scie nce  and T e chno log y , He nan L u o y ang 4 7 1 023, C h in a   2 Po w e r Electro n ics Devic e  an d S y stem En gi neer ing L ab of  Hen an, He nan  Luo ya n g  471 0 23, Chi n a   3 X i an  Ji ao to ng  U n i v e r si ty , Shan xi  Xi an  7 1 0 0 4 9 ,  C h i na  Corresp on din g  author, e-mai l     A b st r a ct  F o r nod es d e p l oy me nt of het erog ene ous s e nsor n e tw ork, base d  o n  differ ent pro b a b il ity sensi n g   mo de ls of hete r oge neo us no d e s, refer to organic s m al mol e cul e   mode l,  c lass- mol e cu le  sensi ng mod e l of  hetero g e neo us  nodes is  pro pose d . Co mb i ned w i th DS mT  data fusion  mo de l, t he ch ang es of netw o rk  covera ge r a tio  after usi ng th e  new  se nsin mo de l a nd  dat a fusi on  alg o rit h m is stu d i ed.  Accordi ng to  th e   researc h  result s, the node- de ploy m ent strategy of heter og ene ous se nsor  netw o rks base d  on or gan ic s m a l l   mo lec u le  mo d e l (NHOS) is prop os ed. Se n s or netw o rk simu lati on  mod e l  is establis he d usin g MAT L AB   softw are, the results sh ow  th e effective nes s of t he  alg o ri thm, the  cov e rage  of n e tw ork and  d e tectio n   efficiency of n o des are i m prov ed, t he lifeti m e of netw o rk is prolo nge d,  ener g y  consu m pti on  and the  nu mb e r   of de ploy ment  nod es is r e d u c ed,  a nd th e sc ope  of perc e iv i ng is  exp a n ded . As a resu lt, N H OS can  impr ove  the detecti on p e rform anc e of the netw o rk.    Ke y w ords nod e de pl oy ment sche m e, h e terog e n eous  w i reless se nso r  netw o rk, organic s m a ll  mo l e cul e   mo de l     Copy right  ©  2015 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion   With  the dev elopme n of wirel e ss se nsor  te chn o logy   and man u facturing microel ectro n ic  techn o logy, the wirele ss  sensor net wo rk co nsi s t of  a large nu mbe r  of micro  sen s or n ode s wh ich  own  perce ption, cal c ulatio n and  comm u n icatio n abilit y is applie d to the military  or civilia n are a s,  such as  environmental  moni toring, i ndustrial  control,  battlefie ld  surveillance, detection of  high- risk environm ent, biologi cal  medicin e , intelligent hou sehold a nd he alth monitori n g , etc [1].  Coverage  problem i s  a  b a si c p r oble m  in wi rele ss sen s o r   n e tworks depl oyment  [2],  unde r the co ndition of the sen s o r  no de ene rgy,  perception, co mmuni cation  and com put ing  ability limited, using  a ce rtain  strategy  of  softwa r e  and h a rdware,  which  can en su re t he  coverage a r e a  and covera ge time, reali z e effective a w arene ss an d monitori ng,  is an impo rt ant  indicator of network pe rce p tion se rvice  quality,  and also is a ho t problem in  sen s o r  netwo rk  research [3].  In many appli c ation s , there  are usually a  variet y of monitorin g  obje c ts in the mo nitoring   area. S u ch a s , the  se nsors n ode nee d to mo nitor  water temp erature,  salinity ,  ph valu e, et c in  water envi r on mental m onit o ring,  and  th e sen s ors  no des ne ed to  monitor a va riety of ch emi c al  diffusion in fa ctory pollutio n  early wa rni ng [4].  Since th e h a r dware  co st  of cu rrent  se nso r  n ode  is high er, in  m u lti-obje c t m o nitoring  appli c ation s each no de a s sembly a v a riety of di fferent type of sen s o r s, these no de are  hetero gen eo us. When  the  node  ene rgy  is limited, th e more  sen s ors are a s se mbled  on a  n ode;  the life of th e  nod e i s   sho r ter. Two imp o rtant p r o b le ms  sho u ld  be  co nsi dered i n  multiple  obj ect  monitori ng  n e twork  cove rage, n a mely  ho w to  us e  less  co st of  network to  obtain th e id eal  netwo rk cove rage  pe rform ance, and  h o w to  wei g h  the impo rta n ce  of net wo rk m onito ring  of  different obje c ts a c cording   to different objec t s  [5].  Heteroge neo us  ch aracte ristics of  he ter oge neo us wi rele ss  sensor netwo rk give  expre ssi on t o  three a s p e cts in clu d in g node  hete r oge neity, link hete r og en eity and net work  proto c ol hete r oge neity [6-10]. Node het erog eneity in clud es pe rce p tion ability,  cal c ulatio n ability,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Nod e Deplo y m ent Schem e of Hetero ge neou s Wi rele ss Sen s o r  Ne twork… (Ju w ei Zhang 575 comm uni cati on ability, energy, etc. And the comm u n icatio n ability, perceptio n ability, and energy   make th e bi gge st influen ce o n  coverage. T he  co verage  probl em re se arch  in the exist i ng  literature abo ut rando mly deployment of hetero gen eo us wi rele ss sensor net wo rk is le ss.   A wirele ss se nso r  n e two r coverage  opti m izat ion  alg o r ithm i s  p r e s e n ted to  pe rceive the  radiu s   of the hete r og en eou s, whi c h  can  e ffecti v ely improve  the hete r o gene ou s net work  coverage  in   [4]; Based  o n  integ e r ve ctor pla nning , A multi-o b j e ctive  cove rage  algo rith m is   prop osed in [5], which  can  effectively sol v e the probl e m  of multiple target monito ring. Both of the  two pe rcepti on mod e l wh ich u s e d  in [ 4 ] and [5] is relatively si mple, and  can not m eet  the   deman d of the true conditi on.  A routing p r otocol b a sed  evolutionary  al gorithm i s  prop osed fo r the hete r o gene ou s   clu s ter no de of WSN in literatu r e [11], Whi c h ca effectively redu ce the errors  of cluste r nod es  handli ng data  combin ation  and sepa ratio n , prolon g th su rvival time of netwo rk,  but did not gi ve   the algo rithm  of non-clu s t e r no de. An  efficient  dyna mic cl uste rin g  strat egy (E DCS ) which  can  effectively sol v e the selecti on pro b lem o f  the  multi-level heterog e neou s network clu s ter n o d e effectively improve the p e rforman c e of  netwo rk  and  prolo ng the  survival time of network is  put  forwa r d in lite r ature [12]; howeve r , EDCS did  not give a spe c ific no de depl oyme nt algorithm.   A new ide a  i s  propo se d b y  incre a si ng  hetero gen eo us no de s to  prolo ng the  survival o f   WSN i n  litera t ure [13], b u the hete r og e neou node  p e rception  pro b lem  wa s n o t co nsi dered.  To   solve the  se nsin g ra diu s  of heteroge neou s n e two r node  depl oyment probl em, Expandi ng- virtual force   algorith m  (E X-VFA) al go ri thm is put  fo rward in  [14],  but the  co nn ectivity and  d a ta   fusion p r obl e m  is little con s ide r ed in EX -VFA.   For  hete r oge neou s Se nsor n e two r node cove rage  blind  area p r obl em,  a n ode   deployme nt coverage   alg o rithm ba sed   on org ani c small  mol e cule s m odel  NHOS  (No des  Depl oyment Strategy of Heteroge neo us Sen s o r  Networks-ba s e d  on Organi c Small Molecule  Model, NHO S ) is pro p o s e d  in this pap e r . Based o n  the org ani c small mole cul e  stru cture m odel,  hetero gen eo us  n ode s det ection mod e l is  e s tabli s h e d .  In orde r to i m prove th e n e twork  cove rage,  extend the lif e of the  network an d a c hie v e the optim a l  deploym ent  of se nsor  nod es to  monito red  area,  A d a ta  fusion  mo del  wa s propo sed, combi n in g with  the  DSmT data  fu sion  an deci s ion   rule s. Ra ndo mly deploym ent mobile  n ode s will m o ve acco rding  to the pri n ciple of "virtu al  potential field " . The effe ctiveness  of NHOS i s   ve rified  by simul a tion  expe rim ents, whi c h can   effectively re duce the  nu mber  of de ployment  no de  and th e no d e  ene rgy  con s umptio n, im prove  the efficiency  of network coverag e , prol ong the  network lifetime, expand  the d e tection rang e,  and imp r ove the dete c tion  perfo rman ce  of the network.        2.  Mathem atica l  Model and Assump tion   We a s sume  that the mon i toring a r ea  H by  re ctan gular, N  kin d s of hete r o gene ou s   perception ability of wirele ss sensor nodes randomly distribut ed  within the rectan gle H, and al so  assume that t he wirele ss  sensor net wo rk  (WSN) ha s the followin g  prop ertie s :   (1)  Hete rog e neou s p e rce p tion ability sensor. Se n s o r s h a ve different perce ptio n ability,  the pe rceptio n of  radiu s  i s  diffe rent, a nd th e  no de  model  pe rce p tion i s  p r ob ability perce p t ion  model. Th e p o sition  of sen s or no de i i s (, ) ii x y , perceptio n di stan ce i s i r  and  perceive d  p r obability  is  i P  whi c h mee t  the function () ii Pr . The typical p e rception p r o bability model  [13] is as follows:    () 0, , (,) , , . 1, ei p ir ie i p e i ei p rr d E P SQ e r r d r r E rr d                   (1)    Whe r (,) i PS Q  is th e perce ption  prob ability of the sen s o r   node  i S  to target node  Q,  ip d  is   Euclide an  distance  bet wee n  sen s or no d e   i S  and th e ta rget n ode  Q,   () ee rr r  is a  un cert ainty  perceptio n measure of the  sen s ors,  i E  is the initial energy of senso r   node s,  ir E  is the remaining  energy,  () ip e dr r   ,   and   is the  perceptio n of  sen s o r  n o d e within the  scope  of  monitori ng an d thing s  the a ttenuat ion  co efficient of qu ality.   is rand om num ber  meeting n o rm al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 16, No. 3, Dece mb er 201 5 :  574 – 582   576 distrib u tion, whi c h sho w s the reality of various  inte rfere n ce on the influen ce  of the percei v ed   probability;  (2) All sen s or node s have  the ability of  dat a fusio n , unde rwater  communi catio n s have   enou gh en ergy to finish se lf-positio ning  and c an mov e  to the spe c i f ied locatio n  freely;  (3) Before th e de ploymen t  algo rithm e x ecute, all  n ode s h a ve fi nish ed  self -p ositioni ng   accurately, and the nod es’  coordinate s   are kno w n;   (4) T here a r e thre e kin d s of wo rki ng  state in  node life: dorm a n c y, detection,  comm uni cati on. The  nod e ene rgy  con s umptio n in  comm uni cati on state  is t he la rge s t, a nd is  smalle st in  a  do rmant  stat e. The  rel a tio n shi p   of  ene rgy co nsumpti on a nd th e ti me of  nod es  in   comm uni cati on  state a r e   positive. T h e  larg er of  co mmuni cation   distan ce, th e  more e nerg y  is   con s um ed.   DSmT (De z e r t - Smarand ach e  found ) i s  put fo rwa r d  by the Fren ch  schola r  Deze rt in   2002 [14], an d later i s  dev elope d jointly by Dezert an d Smara nda che schol ar a n d  so o n . DS mT  is an exten s i on of the cl a ssi cal th eory  of evi dence, but different  from ba sical l y D-S theo ry.  DSmT can combi ne wit h  any type of trust  function of inde pend ent so u r ce, but mai n ly  con c e n trate i n  the co mbi ned un ce rtai nty, high  co nflict, and in accurate sou r ce  of evide n ce.  Espe cially when the  conf lict between   sou r ce b e co me big ger or eleme n t is  vague, relati vely  impre c i s e, DSmT ca n be yond the limi t ations of   D-S theoreti c al  frame w o r k t o  solve  com p lex   fusion p r obl e m  of static or  dynamic [15 - 20].  On the ba si of the above  assumptio n and DSm T  re lated theo ry, we give the f o llowin g   definition:   Defini tion 1:  p-reliability co verage: Assu me that point  Q exists in th e monitorin g  area  H,  in sensor net work the  credibility of the ta rget node poi nt Q test  results P(Q) meet:    () ( 0 1 ) PQ p p                                                                          (2)    Defini tion 2 :   Effective co verage  p r op o r tion: If the   area   H n eed ed to  be  mo nitored  is  two-dimension area, the acreag e of H is S(H), the acreage m eeting p-reli ability coverage is   (H ) p S , and the ratio  of  (H ) p S  and S(H)  is:    (H) 100% (H) p S S                                                                           (3)    Whe r  is the effective coverag e  propo rti on of two-di mensi on mo n i toring a r ea  H.  If the monitoring a r ea  by three-dime n s ion a r e a  H,  its volume i s  V(H), the  volume   meeting p-reli ability coverage is  (H ) p V , and the ratio of  (H ) p V  and V(H) is   (H) 100% (H) p V V                                                                           (4)    Whe r  is the effective coverag e  propo rtion of 3-D m o nitoring a r e a  H.  Defini tion 3 :  Effective detection  rate: If there  are   (H) N  target n ode s in  the monito ri ng  area  H, in whi c (H) A N  target nod es are effecti v ely monitore d by sen s or n e twork, then:     (H) 100% (H) A N N                                                                         (5)    Whe r e  is sen s or n e two r k for monito ring  area  H effecti v e detection rate.  Defini tion 4:  Free DSmT  model: Set U a recogn ition frame w ork,  12 U={ } n  ,,   con s i s t of n  d e tailed  eleme n ts  set  (the e l ement in  the  set  ca n ove r lap), a nd  oth e r a s sum p tio n and  con s trai n t s of the ele m ent (o r the s is) a r not  co nsid ere d , and  then the mo del of the  DSmT  model  (U) f M  is free dom mod e l.  Give a gene ral re cognitio n  framework U, defi ne a ba sic p r ob ability assi gnme n t functio n   m:  [0 , 1 ] U D  is associ a t ed with a given so urce of eviden ce, na mely:  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Nod e Deplo y m ent Schem e of Hetero ge neou s Wi rele ss Sen s o r  Ne twork… (Ju w ei Zhang 577 () 0 m ( A ) 1 U AD m                                                                    (6)    Whe r e m ( A) i s  gen erali z e d  the basi c  probability assi gnment fun c tion of A, its trust functio n  a n d   likelihood function is as foll ows:    (A ) ( ) U BA BD B EL m B                                                                         (7)    () () U BA BD PL A m B                                                                           (8)    Whe n  freed o m  DSmT mo del wo rk, we have:    ,( ) 1 U AD P L A                                                                    (9)    Whe n   2 n  in Equation  (6) th e data of  ea ch p e rce p tion atomi c  whi c com b ined  into sig nal   sou r ce is ind i vidual sou r ce, mixed DSmT unde the mixed free  DSmT mod e l of combin ation   rule s are as f o llows:     () 1 2 3 , ( ) [ () () () ] def U MU A Dm A S A S A S A                         (10)    12 12 1 () 1 ,, , = () ( ) f U n n n def ii MU i XX X D XX X A SA m A m X   ()                                (11)    12 11 2 ,, , 1 [ ( ) ( ) ] [( ( ) ( ) ) ( )] () ( ) n kn t n de f ii XX X i uX uX A u X u X A I SA m X                            (12)    12 12 12 3 1 ,, , () () ( ) U n n n n def ii i XX X D XX X A XX X SA m X                                                         (13)    3.  Percep tual Element Mode Orga nic smal l mole cule s i s  the  organi c com pou nd  who s e  mole cular  wei ght i s  u nde 1000, such a s  methan e (CH4), etha ne (C2 H 6), etha n o l (C2 H 5 O H),  benzene (C6 H 6), et c.  The main  ato m s of small o r gani c mol e cules  a r ca rb on atom s, hydrog en atom s, oxygen  atoms, o r  nit r ogen  atom s e t  al. They g r o uped to gethe r a c cordi ng to  ce rtain  stru ct ure i s   sho w n   in   Figure 1, Inspired  by this, we combin e d  differ ent st ructure sen s o r  nod es into  one sen s ing  unit  according   to certai rule s. The comp oun nod es  havi ng different complem entary sen s ing  no des  can  effectivel y expand th e sco pe of  perceptio n,  i m prove  the  efficien cy of  a si ngle  nod e's  perceptio n, incre a se effecti v e covera ge  of sen s or n e tworks by app rop r iate data  fusion mo del.           Figure 1. The  stru cture m o del of methan   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 16, No. 3, Dece mb er 201 5 :  574 – 582   578 Defini tion 5:  Perceive ato m s: Assumin g  there a r e N se nsor no des in the m onitorin g   area  H,  in clu d ing M  n ode s whi c h   have   ability  to pe rceiving   target   nod e alone,  and we  call  t h e   node s that  can monito r t he targ et an d tran smit  d a ta to the cl uster  hea d n ode s individu ally  perceptio n atoms.   Defini tion 6 :   Perceptio n  molecule s: Assu med th at  n kind of sen s o r  n ode s are   deploye d  in   monitori ng  area, an d the  d i fferent  ki nd s of  se nsor  no d e s are combi ned  i n to sen s ing  units i n  a c co rdan ce  with th e ap pro p ri ate  data fu sio n  model. We   call  the se nsi n unit pe rcep tion   molecule s. Perception m o l e cul e s a r e th e smalle st pe rce p tion unit  and commu ni cation u n it.  Assu med tha t  there are n  perception  a t oms  in the  molecule, ea ch pe rceptio n atomic  data is  12 n  、、  respe c tively, and then perce ption  molecul a r fu sion d a ta so u r ce i s :     12 U={ } n  ,,                                                                        (14)      4.  Node  Deplo y ment Stra teg y  Based on Organic Sm all Molecular Model  With con s ide r ation of the p e rceiving u n it  model, an data fusi on m odel, we put forward  a sen s o r  net work no de de ployment alg o rithm ba se d on small m o l e cul e  model  as follo ws:   Step 1:  Build  app ro priate   perceptio n m odel, d e termi ne the  unit  (perceptio n m o lecule)  perceptio range  an d th e po sition  of  the  atom  i n  eve r y pe rception  unit a c cordi n g  to t he  monitori ng a r ea of H m onitorin g  re q u irem ent s. Compute the  optimal distance b e twe en  molecule s, and the numb e r  of all kind s of sen s ing n o des.   Step 2:  Ran domly deploy  sen s ing no d e s in the mo nitoring a r ea  H according  to the   numbe r of all kind s of se nsi ng nod es in  step 1.  Step 3:  Sel e ct a   startin g  no de,  whi c usually i s  a n ode s o n  vertex  po sitions  o f   monitori ng a r ea  H, then  select th e corresp ondi ng n o de  clo s est to  the  starting   node  in o r de r to   build a sen s o r  mole cule s, and then its I D  is set to 1.  Step 4:  Cho o se  a p e rcep tion nod clo s e s t to pe rce p tion mol e cul e 1, and  bu ild the  se con d  perce ption mole cul e  according to step 3, its  ID is set to 2. Acco rdi ng to "molecular force"   prin ciple, the  force  betwee n  mole cule s i s  a s so ci ated  with the b e tween the m o le cule s. Assum e   that the dista n ce b e twe en  the two pe rce p tion mole cul e s is ' D , the best distance for  molecule s is i D , t is the threshold value;   Whe n  the dist ance  ' D betwee n  perceptio ns molecul e s m eet:    ' i DD t                                                                                          (15)    The interm ole c ula r  force is  repul sio n , no de 2 move far away a units.   Whe n  the dist ance  ' D betwee n  perceptio ns molecul e s m eet:    ' i DD t                                                                                          (16)    The interm ole c ula r  force is  attraction, no de 2 move cl osely a unit s Until the perception mole cular di stan ce  meet:    ' ii Dt D D t                                                                           (17)    Node 2 moves  c o mpletely.  Step 5:  By the greedy al gorithm, r epe at step s 3 an d 4, adju s t the mole cula positio n,  until the entire molecula r a r e adju s ted.   Step 6:  Ea ch  perce ption m o lecule s com p lete initiali zation for data  f u sio n  t a s k   all o cat i o n   and data fu si on nod e rota tion se quen ce, and the p e rception  mol e cul a sen s o r s no de s act  as  data fusio n  n ode s and  co mmuni cation  node s in turn.   Step 7:  T h e  data fusion  node s collect  the data of  other se nso r s for d a ta fusio n  at  regul ar inte rvals.   Step 8:  Th node s fo r dat a fusio n  send  the data to  si nk n ode s, an d then  spe c if y a data  fusion  node  and b r oa dca s t the me ssa ges to  other  node s a c cording to the d a ta fusio n  no de   rotation o r de r.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Nod e Deplo y m ent Schem e of Hetero ge neou s Wi rele ss Sen s o r  Ne twork… (Ju w ei Zhang 579 Step 9:  Sen s ors n ode s repeat ste p  7  and ste p  8  after re ceivi ng the data  fusion  comm and.   Pseud o co de  of the algorith m  is as follo ws:    Functio n_n od e_initi(N,1): I n itialise th m o lecule   nod e wh ose ID is N, turn the fl ag of the   node to 1, det erm i ne rotatio n  orde r of ato m  nodes that fuse data.   Functio n_find _ m i n(N,0):Fi n d the  ne are s t  se nsi n g  nod e(N+1 )   wh ose flag  is 0,turn the  ID  to N+ !;  Functio n_find _ m i n(N,n):Fi n d n n e a r e s t sen s in g no de who s e fla g  is 0, tu rn th e ID to   N+!;   Functio n_b uil d_m olecul e(N):Build th node who s e  ID are  N int o  m o lecule  n ode, turn  the ID to N, t u rn the flag to 1;  Functio n_m o v e_fa r (N):M o ve th e m o lecule n ode  N fa r a w a y  from  the m o lecule  node  N- 1;  Functio n_m o v e_ clo s e ( N): M ove the m o l e cul e  nod e N close to the m o lecule no d e  N-1;   Opt_di st: The  optim al distance b e twe en  two m o lecule  node s;   Thr_ dist; The  thresh old di stance  valu e o f  the optim al  distan ce.   1. Based on  influen cing fa ctors, divid e  dict ion a r ea t o  I parts, cal c ulate the n u m ber of  m o lecule no d e s(Ni ),the red unda ncy rate (R r) and the o p tim a l distance betwe en to node in part I;  2. Deplo y  N n ode s ran dom ly;  3. N  = N*Rr;   4. Wake N  n ode s ran dom ly, flag = 0;  5. The flag of node 0 = 1;   6. for ( i =0;i<N i;i+ +)  7. Functio n_find _ m i n(i,0);  8.   Functio n_find _ m i n(i);  9. Functio n_b uil d_m olecul e(i + 1);   10. if(Dist  Opt_ dist+Thr_di st)  11.   Functio n_m o v e_ clo s e ( i+1);  12.    elseif(Di s t < Opt_di st-Th r _ d ist)  13.         Functio n_m o v e_fa r(i +1 );  14.   endif   15. endif   16. endfor      5. Simulation  Analy s is   We  simul a te  NHOS by  MATLAB, an d assu me  th at the monit o ring  area  H is  squa re   who s side le ngth is a = 30 0 0 m. The aim i s  to obtai n p - reliability cove rage in th e monitorin g  area and p = 0.85.  The effect of target di strib u tion and  oth e environ menta l  factors are n o t con s ide r ed We a s sum e  that two type s sen s o r s a r use d  in  unde rwate r   sen s o r  net works: p a ssive   son a se nsor and the  gia n t  magneti c  re sista n ce se n s or. Fo r pa ssi v e son a r th effective ra di u s   of perception  is  50 effic R m  unde r the premi s e of probability cove rage.   Acco rdi ng to the cha r a c ter of giant magnet o re sista n c e sen s or a n d  magneti c  propertie s   of the target  node, the   p e rception  ra n ge of gi ant m agneto  re si stance sen s o r   is irreg u la r, a n d   can  be  assu med to  be  elliptic, elliptical  long  ra diu s   60 a R m  and  sho r t rad i us  30 b R m a un de the condition  of meetin g t he p r ob abilit y cover age.  The n u mb ers of two  kin d s  of  se nsor  are  deploye d  by ratio of 1:3.  Ran dom de ployment algorithm  and based on the ‘virtual forc e’ d eployment al gorithm   simulatio n  re spe c tively.  These  two kin d s of  al g o rit h m si mulatio n  re sult co mpared  with  the  perfo rman ce   of the de ploy ment alg o rith m ba sed  NHOS. The hi g her  of the n e t work  covera g e   rate and th e greate r  effective detection rate  of the target node sho w s that the b e tter  perfo rman ce  of network m onitorin g The re sult s are respe c tively sho w n in Fig u re 2, Figu re  3 and Figu re  4.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 16, No. 3, Dece mb er 201 5 :  574 – 582   580     Figure 2.   Rel a tions of effe ctive coverag e  and pe rceive node s num ber          Figure 3. Rel a tions of effe ctive det ectio n  rate and ta rget node s nu mber          Figure 4. Rel a tions of net work resi dual  energy       Figure 2 is  sho w n that  the cha nge  of t he effective covera ge  rate (p-pro bability  coverage ) in  the same te st area with th e increa se of  the numbe r of sen s or n o de by differe n t   algorith m s of  the  RDM,  VFA and  NHO S  algo rithm.  Comp ared  wi th RDM al go rithm a nd VF A,  NHOS algo rithm ha s more effective coverag e   and  single n ode' s pe rception  is more effici ent.  NHOS  can  redu ce th pe rce p tion  sco p e  of  se nsor  node  ove r lap p ing  and  the  pe rceived  bl ind   area  by usin g DSmT d a ta fusion  alg o rithm.  The r efore, NHOS  algorithm  o u tperfo rms V F algorith m  and  RDM alg o rith m in terms of  coverage effi cien cy.  Figure 3 is  shown the rel a tionship bet wee n  e ffective detectio n  rate and the n u mbe r  of   target nod es.  As can b e  see n  from th e figure 3  th at effective detection  rate  of the target  is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Nod e Deplo y m ent Schem e of Hetero ge neou s Wi rele ss Sen s o r  Ne twork… (Ju w ei Zhang 581 highe r in NHOS than in RDM an d VFA. The rea s o n  is that NHO S  adopted  DSmT data fu sion  algorithm  whi c h i s  more  effective and  can im prov e the detection  probabilit y of  the target node,  increa se the  coverage effi cien cy.  Figure 4 is  shown that the  cha nge of th e node  re sid ual ene rgy of  sen s o r  net works  with   the time go n e  at the  sam e  dete c tion  a r ea  and th same  num be r (5 00  gro u p s ), a nd the  same  coverage p e rforman c e, pe rce p tion abilit y of node.  As can be  seen  from the figure 4 that NHOS   co st mo re  en ergy at  begi n n ing  be cau s e  of the  node s’ move ment.  VFA algo rith m and  NHO S   co st less en ergy pe r unit time than RDM algo rith m due to the redu nda ncy node dorm ancy   mech ani sm o f  VFA and  NHOS. NHOS  algorith m  con s ume s  l e ss e nergy th an th e VFA algo rit h m.  Therefore, NHOS algo rith m survive s  m o re  time com pare d  with ot her two al go ri thms.   It can be se e n  that NHOS  can effective l y r educe the  numbe r of sensor no de s use d  in  the heteroge neou s sen s o r  network wit h  the sam e   perceptio n a b ility, improve the perce p t ion   efficien cy of  node, re du ce  t he perce ption of blind area, and  expa nd the detect i on ran ge ba sed   on the org ani c sm all mole cular mo del of hetero gen eo us sen s or n e twork.       6.  Conclu sion and Futu r Work   In this paper,  a heteroge n eou s sen s o r  netwo rk n o d e  deployme n t  algorithm NHOS is  pre s ente d  ba sed o n  the organi c sm all molecula r mo del. DSmT d a ta fusion i s   use d  in NHO S  to   redu ce th e d eployment n o de num ber, i m prove th e fficiency of n e twork  cove rage. We de scrib e   the detail s  of  our  algo rith m and  co mp are it  with ot her  pro p o s ed  schem es.  Compa r ison a nd  theory a nalysis  sho w  th at the p r op osed  scheme  outp e rform s  mo st of the  existin g  sch e me s. T h e   further  wo rk i s  to improve,  optimize the  model in  thi s  pap er a nd  try to other fusio n  strateg y  to   optimize the  hetero gen eo us sen s or n e twork no de de ployment alg o rithm ma ke i t  more efficie n t.      Ackn o w l e dg ements   The fina ncial   sup port s  fro m  the Nation al Natu ral S c i ence Fo unda tion of Chi n a  (NSF C)  unde r the  grant No.6 090 4023,  No.61 0400 10, No .6110 1167  a nd the A e ro nautical Sci e nce   Found ation  of Chin a (A SFC)  und er the  grant  No.20 110 1 4200 3, No.2 0115 1420 05  are   ackno w le dge d gratefully. The auth o rs  also g r atefull y  ackn owl e d ge the hel pfu l  comme nts  and  sug g e s tion s of the editors  and revie w e r s,  whi c h have  improved the  presentation.       Referen ces   [1]  David  More no -Salin as, Anto nio P a sco al,  Joaq uin  Aran d a . Sens or Ne t w orks f o r Op timal T a rget   Loca lizati o n  w i t h   B eari ngs -Onl y Me asur ements  in  C onstrai ned  T h ree-Dim ensi o n a l Sc enar ios.   Sensors.  20 13;  13: 103 86-1 0 4 17.   [2]  Marjan  Mor adi , Javad  R e za zade h, Ab dul  Sama d Isma il. A  Revers e  Loc aliz atio Scheme  fo r   Und e r w ater Ac oustic Sens or Net w orks.  Sensors.  2012; 1 2 : 4352- 43 80.   [3]  Achint Ag gar w a l, F r ank Kirc h ner. Object R e cogn it ion an d Loca lizati on:  T he  R o le  of T a ctile Se nsors.   Sensors.  20 14;  14: 322 7-32 66 [4]  Luo  Xu,  C hai  Li,  Ya ng  J un. Multi-ob jectiv e Strate g y  of M u ltiple  C o vera ge  in  Heter oge ne ous S enso r   Net w orks.  Jour nal of Electro n i cs and Infor m a t ion T e chn o l o g y .  2014; 36( 3): 692- 695.   [5]  Du  Xia o - y u, S un Li- j ua n, Guo Jian, Ha n Ch ong.  Cov e ra ge  Optimization  Algorit hm for Heterog e n e o u s   WSNs.  Journal  of Electronics  and Infor m ati o n T e chno lo gy.  201 4; 36(3): 69 6-70 2.  [6]  Hua ng S h u a i,  Che ng  Lia ng-l un. A L o w   Re dun da nc y Cov e rag e -en h a n ci ng Al gor ithm for Dir ection a l   Sensor  Net w or k Based  on  F i ctitious F o rce.  Chin ese J our n a l of S ensors  and Act uators .  201 1; 24( 3) :   418- 422.   [7]  Hon g  Z hen, Yu  Li, Z hang Gui- jun. Efficient a nd  D y n a mic Cl usterin g  Sche me for Heterog ene ous Multi- level Wireless  Sensor Net w or ks.  Acta Automatica Sinica.  20 13; 39(4): 4 54- 464.   [8]  Li Mi ng. Stud on C o ver a g e  Alg o rithms  for  Hetero ge n eous W i r e less  Sensor  Net w orks. Ph.D .   dissertati on. C hon gqi ng U n iv ersit y ; 2 011.   [9]  Kumar D, Aseri T C , Patel RB. EEHC: Energy  Effi cie n t Hete roge neo us C l u s tered Sch e me  for W i reles s   Sensor N e t w or ks.  Comp uter Co mmun icati o ns.  2009; 3 2 (4) :  662-66 7.  [10]  Seng upta S,  Das S, Nasir  MD,  et al. Mul t i-obj ective N o de De pl o y men t  in W S Ns: in Search  of an   Optimal T r ade -off amon Co verag e , L i fetim e , Ener g y   Con s umptio n, a n d  Co nnectiv i t y .   Engi neer in g   Appl icatio ns of Artificial Intel lig ence.  20 13; 26 (1): 405-4 16.   [11]  Bara’a A Attea, Enan A  Khal il. A Ne w   Ev oluti o n a r y  Bas ed R o u t ing Protoc ol  for Clustere d   Hetero gen eo u s  W i reless Sen s or Net w orks.  Appl oed S o ft Computi n g . 20 1 2 ; 12: 195 0-19 57.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 16, No. 3, Dece mb er 201 5 :  574 – 582   582 [12]  Hon g  Z hen, Yu  Li, Z hang Gui- jun. Efficient a nd  D y n a mic Cl usterin g  Sche me for Heterog ene ous Multi- level Wireless  Sensor Net w or ks.  Acta Automatica Sinica . 20 13; 39(4): 4 54- 460.   [13]  Subir  Hal der,  Sipra  Das B i t. Enha ncem ent  of W i reless   Sensor  Net w o r k Lifetime  b y  Dep l o y i n g   Hetero gen eo u s  Nodes.  Jour n a l of Netw ork and Co mputer A pplic atio n.  201 4; 38: 106- 124.   [14]  Che n  Ji e, Du  Qing- w e i,  Li  Xia o - y u, D i n g   F e n g . Res earch  on  the  De plo y m ent  Algorit hm  o f   Hetero gen eo u s  Sens or N e t w orks Bas ed  on  Proba bil i t y  Mo del.  J ourn a l of Chin ese   Co mp uter  Syste m s.   201 2; 33(1): 50 -53.  [15]  Card ei M, T hai MT , Ying-shu L, et al.  Energ y -efficient T a rg et Covera ge i n  W i reless Sens or Netw orks 24th An nu al J o int Co nfere n c e  of the IEEE  Co mput er an d Commu nic a tions S o cieti e s  (INF OCOM  200 5). Miami. 200 5: 197 6-19 84.   [16]  Kashi  SS, Sh arifi M. C o ver age  Rat e   C a lc ulati on  in  W i re less S ensor  N e t w o r ks.  C o mputin g.  2 012 ;   94(1 1 ): 833- 85 6.  [17]  Dezert J. F o u ndati ons  of a  Ne w  T heor o f  Plausi b l e  a n d  Par ado xical   Reas oni ng.  In fo rma ti on  and  Security Journal.  200 2; 13(9):  90-95.   [18]  Dezert J, T c hamov  A, Smara ndac he F ,  et a l T a rget T y pe  T r acking w i th  PCR5  and  De mpster s  R u les :   A Co mp arative  Analys is . Proc eed ings  of F u s i on  200 6 Intern ation a l co nfere n ce o n  Informa tion F u si on .   F i renze, Ital y 200 6.   [19]  Smaran dach e  F ,  Dezert J.  Informatio n  F u sion Bas ed o n  New  Proporti ona l Confl i ct Redistri buti o n   Rules.  Proc ee din g s of F u sion  2005 C onfer e n ce, Phil ad elp h ia, 20 05.   [20]  Smaran dach e   F ,  Dezert J. A pplic atio ns  an d Adv anc es of  DSmT  for Informatio n  F u si o n . Re hob oth:   America n  Res earch Press. 2 006.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.