一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法及装置，统计各簇头节点数据包的数量得到各个簇头节点数据传递次数,判断是否高于高频阈值的簇头节点标记为能耗异常簇头节点，将然后进行重新分簇将重新分簇后的簇头节点按照贪婪路由算法计算传输路径并更新路由表。本公开可以通过一段时间的测试，对新布置的传感器进行实际运行测试，避开数据传输的高频子分簇区域，可以延长传感网络整体的工作寿命，提高整体的网络寿命、传输效率和监测效果与质量，优化后比传统的HEED路由算法通信代价更小。

A wireless sensor network routing method and device based on big data analysis

The invention discloses a wireless sensor network routing method and device based on large data analysis. The number of data packets of each cluster head node gets the number of data transmission of each cluster head node, and the cluster head node that determines whether the high frequency threshold is higher than the high frequency threshold is labeled as the energy consumption anomaly cluster head node, and then the cluster will be re clustered after re clustering. The cluster head node calculates the transmission path according to the greedy routing algorithm and updates the routing table. This public can test the new sensor by a period of time, avoiding the high frequency sub cluster area of the data transmission. It can prolong the working life of the whole sensor network, improve the whole network life, transmission efficiency and monitoring effect and quality. After optimization, it is better than the traditional HEED routing algorithm. The price of the letter is smaller.

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法及装置
本公开涉及无线传感网络路由领域，具体涉及一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法及装置。
技术介绍
针对大规模分布式的无线传感网络，节点通过一跳直接与基站通信是不现实的，所以现在大多数的无线传感网都采用分簇路由的方法来实现分簇区的分层路由来传输数据，为了减少传送到基站的信息数量，簇首节点负责融合来自簇内不同源节点所产生的数据，并将融合后的数据发送到汇聚点,由于数据采集是集中的和周期性的，因此该协议非常适合于要求连续监控的应用系统,对于终端使用者来说，由于它并不需要立即得到所有的数据，因此协议不需要周期性的传输数据，这样可以达到限制传感器节点能量消耗的目的,在给定的时间间隔后，协议重新选举簇首节点，以保证无线传感器网络获取统一的能量分布,尽管LEACH能够提高网络的生存时间，但是协议所使用的假设条件仍存在着一些值得讨论的问题。现在的路由方法中没有说明簇头节点的数目怎么分布才能及于整个网络。因此，很可能出现被选的簇头节点集中在网络某一区域的现象，这样就会使得一些节点的周围没有任何簇头节点，或者某些簇头节点周围具有大量的节点，导致影响整体的网络寿命和传输效率，影响监测效果与质量。
技术实现思路
本公开的目的是针对现有技术的不足，提高整体的网络寿命、传输效率和监测效果与质量。为了实现上述目的，本公开提供一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法及装置，其中，所述方法包括以下步骤：步骤1，初始化无线传感网络；步骤2，将无线传感网络按照无线传感网络路由算法分簇为多个簇区，其中，每个簇区包括至少一个簇头节点；步骤3，读取无线传感网络最近72小时通信的簇头节点数据包；步骤4，统计各簇头节点数据包的数量得到各个簇头节点数据传递次数；步骤5，将数据传递次数大于或等于高频阈值的簇头节点标记为能耗异常簇头节点；步骤6，将未标记能耗异常的传感器节点按照无线传感网络路由算法进行重新分簇；步骤7，将重新分簇后的簇头节点按照贪婪路由算法计算传输路径并更新路由表。进一步地，在步骤1中，所述初始化无线传感网络包括以下子步骤：步骤1.1，在待监测区域随机布置无线传感网络节点；步骤1.2，各传感器节点向无线传感网广播自己ID号以及相对位置信息；其中，所述ID号为每个无线传感网络节点唯一的标识号，所述相对位置信息根据汇聚节点接收到的各无线传感网络节点广播信号的到达时间得到。进一步地，在步骤2中，所述无线传感网络路由算法至少包括LEACH算法、HEED算法其中一种。进一步地，在步骤3中，所述最近72小时通信的簇头节点数据包为最近72小时之内的各簇头节点传输到汇聚节点，汇聚节点传输并存储在基站服务器数据库中的数据包，其中，所述数据包至少包括传输时间。进一步地，在步骤4中，所述各簇头节点数据包的数量不包括该簇区的除簇头节点外的节点经由簇头节点转发的数据包。本专利技术还提供了一种基于大数据分析的无线传感网络路由装置，所述装置包括：初始化单元，用于初始化无线传感网络；首次分簇单元，用于将无线传感网络按照无线传感网络路由算法分簇为多个簇区，其中，每个簇区包括至少一个簇头节点；数据包获取单元，用于读取无线传感网络最近72小时通信的簇头节点数据包；频次统计单元，用于统计各簇头节点数据包的数量得到各个簇头节点数据传递次数；异常标记单元，用于将数据传递次数大于或等于高频阈值的簇头节点标记为能耗异常簇头节点；重新分簇单元，用于将未标记能耗异常的传感器节点按照无线传感网络路由算法进行重新分簇；路由更新单元，用于将重新分簇后的簇头节点按照贪婪路由算法计算传输路径并更新路由表。本公开的有益效果为：本专利技术公开了一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法，可以通过一段时间的测试，对新布置的传感器进行实际运行测试，避开数据传输的高频子分簇区域，可以延长传感网络整体的工作寿命，提高整体的网络寿命、传输效率和监测效果与质量，优化后比传统的HEED路由算法通信代价更小。附图说明通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，在附图中：图1所示为本公开的一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法的流程图；图2所示为本公开实施方式的一种基于大数据分析的无线传感网络路由装置。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示为根据本公开的一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本公开的实施方式的一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法。本公开提出一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法，其中，所述方法包括以下步骤：步骤1，初始化无线传感网络；步骤2，将无线传感网络按照无线传感网络路由算法分簇为多个簇区，其中，每个簇区包括至少一个簇头节点；步骤3，读取无线传感网络最近72小时通信的簇头节点数据包；步骤4，统计各簇头节点数据包的数量得到各个簇头节点数据传递次数；步骤5，将数据传递次数大于或等于高频阈值的簇头节点标记为能耗异常簇头节点；步骤6，将未标记能耗异常的传感器节点按照无线传感网络路由算法进行重新分簇；步骤7，将重新分簇后的簇头节点按照贪婪路由算法计算传输路径并更新路由表。进一步地，在步骤1中，所述初始化无线传感网络包括以下子步骤：步骤1.1，在待监测区域随机布置无线传感网络节点；步骤1.2，各传感器节点向无线传感网广播自己ID号以及相对位置信息；其中，所述ID号为每个无线传感网络节点唯一的标识号，所述相对位置信息根据汇聚节点接收到的各无线传感网络节点广播信号的到达时间得到。进一步地，在步骤2中，所述无线传感网络路由算法至少包括LEACH算法、HEED算法其中一种。进一步地，本实施例采用的HEED分簇算法包括以下几个步骤：l)初始化阶段：每个节点计算其包括计算邻居节点的个数，以及自身的AMRP的值，并且设定初始的成为簇头节点的概率，其中，AMRP为HEED的簇内最小平均功率，用于作为衡量簇内通信代价的标准。2)迭代阶段：每个节点在每轮的循环中如果发现自身周围有临时簇头节点则进行相应的判断:如果自身也是临时簇头CHprob，并且自身的AMRP的值最小，此时自己的CHprob=1，则宣布自身为最终簇头，否则进行下一轮;如果邻居节点中没有节点宣布自己为临时簇头则自身按照一定的概率成为临时簇头。备选簇头状态:当节点簇首比例<1时，节点为备选簇头状态，若之后发现具有通信代价更小的簇头节点，则其改变状态为普通节，加入该候选簇头。最终簇头状态:当节点簇首比例=1时，节点作为最终簇头状态，并向其邻居节点广播。3)在迭代结束后，如果临时簇头的邻居中没有其他的临时簇头或者他们的AMRP都比自身小，则该临时簇头关宣布自身为最终的簇头(finalclusterhead)，其他节点周围若没有发现最终的簇头节点也宣布自身为最终的簇头节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法，其特征在于，所述路由方法包括以下步骤：步骤1，初始化无线传感网络；步骤2，将无线传感网络按照无线传感网络路由算法分簇为多个簇区，其中，每个簇区包括至少一个簇头节点；步骤3，读取无线传感网络最近72小时通信的簇头节点数据包；步骤4，统计各簇头节点数据包的数量得到各个簇头节点数据传递次数；步骤5，将数据传递次数大于或等于高频阈值的簇头节点标记为能耗异常簇头节点；步骤6，将未标记能耗异常的传感器节点按照无线传感网络路由算法进行重新分簇；步骤7，将重新分簇后的簇头节点按照贪婪路由算法计算传输路径并更新路由表。

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法，其特征在于，所述路由方法包括以下步骤：步骤1，初始化无线传感网络；步骤2，将无线传感网络按照无线传感网络路由算法分簇为多个簇区，其中，每个簇区包括至少一个簇头节点；步骤3，读取无线传感网络最近72小时通信的簇头节点数据包；步骤4，统计各簇头节点数据包的数量得到各个簇头节点数据传递次数；步骤5，将数据传递次数大于或等于高频阈值的簇头节点标记为能耗异常簇头节点；步骤6，将未标记能耗异常的传感器节点按照无线传感网络路由算法进行重新分簇；步骤7，将重新分簇后的簇头节点按照贪婪路由算法计算传输路径并更新路由表。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法，其特征在于，在步骤1中，所述初始化无线传感网络包括以下子步骤：步骤1.1，在待监测区域随机布置无线传感网络节点；步骤1.2，各传感器节点向无线传感网广播自己ID号以及相对位置信息；其中，所述相对位置信息根据汇聚节点接收到的各无线传感网络节点广播信号的到达时间得到。3.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法，其特征在于，在步骤2中，所述无线传感网络路由算法至少包括LEACH算法、HEED算法其中一种。4.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的无线传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍颖瑜，钟刚，邹穗萍，
申请(专利权)人：广东理致技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44