动态分簇异构无线传感器网络的路由方法、装置及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种动态分簇异构无线传感器网络的路由方法、装置及计算机可读存储介质。方法包括按照异构节点部署方法在网络中部署多个异构节点；异构节点部署方法为利用奔走步长和围攻步长可变的狼群算法获取网络中所有普通节点到汇聚节点距离和的最小值；利用动态分簇方法从普通节点中选择簇首并分簇，簇内成员节点将采集数据发送给所在簇簇首，并基于其与各异构节点或汇聚节点的距离确定数据传输方式；动态分簇方法为将簇首与各异构节点或汇聚节点的距离满足预设距离条件作为簇首选举的阈值参数的DEEC方法；当检测到簇首节点能量消耗至当选簇首时能量的设定比率值时，重新选举簇首并分簇，使得网络中各节点的能量消耗更加均衡，提高网络生命周期。

Routing methods, devices and media for dynamic clustering Heterogeneous Wireless Sensor Networks

【技术实现步骤摘要】
动态分簇异构无线传感器网络的路由方法、装置及介质
本申请涉及无线传感器网络监测数据传输路由领域，特别是涉及一种动态分簇异构无线传感器网络的路由方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)为物联网工程中承担智能感知的重要环节，通过传感器节点对指定区域进行实时监控，并采用无线多跳方式将获取的数据发送到汇聚节点，在国防安全、环境监测、灾害预警等领域具有十分广泛的应用前景。其中，路由技术作为WSN的核心技术之一，主要用于寻找传感器节点到汇聚节点的最优路径，并将监测数据沿指定的路径精确转发，以降低网络能耗，延长生命周期。由于无线传感器网络资源的局限性使其和传统的有线网络相比有很大的不同，许多传统的有线路由技术并不适合它，因此根据其自身特点研究合理有效的WSN路由方法具有更高的科研价值。无线传感器网络路由方法的设计目标主要包括：寻找能量高效的数据传输路径、最大化延长网络的生命周期、提高路由的鲁棒性和可靠性、支持数据融合和数据转发等。另外，根据不同的监测环境和应用条件，需要一些其他的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，包括：/n按照异构节点部署方法在无线传感器网络中部署多个异构节点；所述异构节点部署方法为利用奔走步长和围攻步长不为固定值的狼群算法获得所述无线传感器网络中所有普通节点到汇聚节点距离和的最小值；/n利用动态分簇方法从所述无线传感器网络的普通节点中选择多个簇首并分簇，当前簇的簇内成员节点将采集的数据发送给所在簇簇首，并根据所在簇簇首与各异构节点或所述汇聚节点的距离确定数据传输方式以使数据最终传输至所述汇聚节点；所述动态分簇方法为将簇首与各异构节点或所述汇聚节点的距离满足预设距离条件作为簇首选举的阈值参数的DEEC方法；/n每当检测到簇首节点...

【技术特征摘要】
1.一种动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，包括：
按照异构节点部署方法在无线传感器网络中部署多个异构节点；所述异构节点部署方法为利用奔走步长和围攻步长不为固定值的狼群算法获得所述无线传感器网络中所有普通节点到汇聚节点距离和的最小值；
利用动态分簇方法从所述无线传感器网络的普通节点中选择多个簇首并分簇，当前簇的簇内成员节点将采集的数据发送给所在簇簇首，并根据所在簇簇首与各异构节点或所述汇聚节点的距离确定数据传输方式以使数据最终传输至所述汇聚节点；所述动态分簇方法为将簇首与各异构节点或所述汇聚节点的距离满足预设距离条件作为簇首选举的阈值参数的DEEC方法；
每当检测到簇首节点的能量消耗至当选簇首时的能量的设定比率值时，则利用所述动态分簇方法重新进行簇首选举并分簇。


2.根据权利要求1所述的动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，各异构节点从所述无线传感器网络的普通节点中选择，且汇聚节点为已知位置坐标的异构节点，所述利用奔走步长和围攻步长不为固定值的狼群算法计算所述无线传感器网络中所有普通节点到汇聚节点距离和的最小值为：
利用所述奔走步长和所述围攻步长不为固定值的狼群算法计算异构节点部署关系式的最优解，所述异构节点部署关系式为：



其中，f为距离和最小值，di,j为普通节点vi通过处于vi∈L处的异构节点转发数据到所述汇聚节点时，所述普通节点vi与所述汇聚节点的距离，N为所述无线传感器网络中普通节点的总个数，L为所述无线传感网络中所有节点的集合；p0＝1，pj∈{0,1}，zi,j∈{0,1}，zi,j≤pj，α为异构节点总个数，若所述普通节点vi的数据经过vj处的异构节点转发至所述汇聚节点，则zi,j为1，否则zi,j为0；若在vj处设置异构节点则pj为1，否则pj为0。


3.根据权利要求2所述的动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，所述奔走步长根据奔走步长关系式来确定当前迭代过程中的奔走步长值，所述奔走步长关系式为：



式中，stepb为当前迭代过程中的奔走步长值，Tmax为最大迭代此处，T为当前迭代次数。


4.根据权利要求3所述的动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，所述围攻步长根据围攻步长关系式来确定围攻步长值，所述围攻步长关系式为：



式中，Xi(T)是第i个围攻狼在第T代的位置；Xbest(T)为当前狼群最优解，s为莱维飞行的随机步长，s＝μ/υ1/β，μ，υ符合正态分布，μ～(0,σ2)，υ～(0,1)，Γ为伽玛函数。


5.根据权利要求1至4任意一项所述的动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，所述簇首选举的阈值参数O(νi)为：



其中，
式中，G为1/pi轮所有未担任簇首的普通节点，pi为普通节点vi成为簇首的概率，K为边缘度，r是当前轮数，A和B为控制因子、取值范围均为(0,1)且两者和为1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余修武，余昊，余齐豪，刘永，彭国文，李向阳，龙飞宇，黄路平，徐守龙，洪昌寿，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43