The invention discloses a clustering-based topology control method for wireless optical sensor networks, which mainly solves the problems of uneven energy consumption of network nodes and unstable network topology in the prior art. The implementation schemes are as follows: 1. Initialize the wireless optical sensor network, and the nodes generate random numbers; 2. Calculate the cluster radius and local average residual energy of each node in the wireless optical sensor network according to the radio energy consumption model; 3. According to the existing cluster head election threshold, take the residual energy of the node and the node to the base station. The distance is an important criterion, and the cluster head election threshold is set. 4. The random number generated by nodes is compared with the cluster head election threshold, and the cluster head and cluster members are elected and clustered. The invention prolongs the survival time of the node, effectively enhances the stability of the network, makes the energy consumption of the node more average, and can be used for the topology control of optical communication network under the static node.
【技术实现步骤摘要】
基于分簇的无线光传感器网络拓扑控制方法
本专利技术属于光通信
,特别涉及一种无线光传感器网络拓扑控制方法,可用于静止节点下的光通信网络拓扑控制。
技术介绍
光通信是指以光波为载波的通信方式,包括光纤、无线光、以及可见光等通信技术。其中,无线光通信OWC是指采用紫外、蓝绿、红外等波段,作为通信信息的载体,以大气/海水/自由空间作为传输介质进行信息传输的通信方式。由于光通信技术的迅速发展和无线传感器技术的广泛应用,相应的无线光传感器网络也应用而生。无线光传感器网络由光学传感器节点组成,各节点间通过光信号进行信息的传递。目前,无线光传感器领域的应用方式基本采用点对点通信,随着通信设备数量和带宽需求的增加,单纯的点对点通信已经不能满足大规模网络应用的要求,需要无线光传感器组网技术的支持。在组网技术中,拓扑控制是建立网络的最重要的技术之一,主要通过控制网络节点间通信链路的建立和节点的传输范围,以提高整个网络的连通性与稳定性等性能。拓扑控制包括静态拓扑控制和动态拓扑控制,在节点固定情况下的通信网络,只需要静态拓扑控制使网络保持较高的连通性;传统射频无线网络拓扑控制技术已经发展相对成熟,但无线光传感器网络拓扑控制不同于传统射频无线网络,相比射频通信,无线光的束散角小,集束性高,网络拓扑结构随时都发生变化,使得无线光网络拓扑控制难度增加,更需要无线光网络拓扑控制增强网络的稳定性。解决拓扑控制问题是无线光传感器网络发展的关键技术之一,受到学者们越来越多的关注,目前主要借鉴无线传感器网络中已经提出的一些拓扑控制方法,其中低功耗自适应聚簇分层协议LEACH较为经典,是最早 ...
【技术保护点】
1.基于分簇的无线光传感器网络拓扑控制方法,包括:(1)对无线光传感器网络初始化:确定无线光传感器网络每个节点的位置信息、节点能量和节点ID,且每个节点产生一个0‑1之间的随机数a;(2)计算无线光传感器网络中局部平均剩余能量
【技术特征摘要】
1.基于分簇的无线光传感器网络拓扑控制方法,包括:(1)对无线光传感器网络初始化:确定无线光传感器网络每个节点的位置信息、节点能量和节点ID,且每个节点产生一个0-1之间的随机数a;(2)计算无线光传感器网络中局部平均剩余能量和各个节点的簇半径Ri其中,Ri表示节点i被选举成为簇头节点后对应的簇半径;ε表示自由空间光波的能量系数,取值为4pJ/bit/m2;Di表示节点i到基站的距离;ETX_PE表示对光信号进行编码、调制和滤波后光子元器件所消耗的能量,取值为4pJ/bit;ERX表示接收单位比特数据所需要消耗的能量,取值为60pJ/bit;表示光束的扫描角度,取值为π/3;ρ表示节点的密度;(3)计算无线光传感器网络中各个节点成为簇头的阈值T(i)new:其中,r为网络已经运行的轮数;p表示网络中期望簇头节点数与总节点数的比值,p″为对p改良后的网络中期望簇头节点数与总节点数的比值;ECur(i)表示节点i当前的剩余能量;表示节点i的局部平均能量;d...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨宇,尚韬,钟声,刘元皓,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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