【技术实现步骤摘要】
一种无线传感器网络中的分簇路由方法
[0001]本专利技术涉及一种无线传感器网络中的分簇路由方法,所述方法可延长无线传感器网络的寿命,提高无线传感器网络的鲁棒性,属于通信
技术介绍
[0002]无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是由众多的无线传感器节点构成的,每个节点具有一定的通信和处理能力,无线传感器网络由于其易布设、自组织等特点,被广泛用于环境监测、军事、医疗等领域。但是,无线传感器网络中的传感器节点体积小,所以其通信和信息处理能力有限,尤其是能量非常有限。如果无线传感器节点的能量耗尽,其将无法继续完成感知及信息处理和通信任务,用户无法获取相关检测区域内的状态,从而降低了监测网络的覆盖率,使监测效果大打折扣,甚至造成重大信息丢失的后果。如何降低无线传感器网络的能量消耗,提高节点的寿命,是无线传感器网络应用过程中亟待解决的难题。
[0003]无线传感器网络的路由协议负责将节点收集到的数据经过中间节点传送到目的节点,路由协议对分组的传送时延及网络的能耗影响较大。在无线传感器网络中,主要有3类路由协议:平面路由协议、层次化路由协议及基于地理位置信息的路由协议。平面路由协议主要有泛宏协议(Flooding)、SPIN、SAR和直接传输路由协议等。层次化路由协议即分簇路由协议,常见的有LEACH、TEEN、PEGASIS、HEED等。基于地理信息的路由协议通过使用定位手段确定WSN中传感节点的具体位置,依据传感器节点间信号强度大小,确定节点间路由,常见的路由协议有G ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种无线传感器网络中的分簇路由方法,其特征是,所述方法包括以下步骤:
①
设定WSN网络中簇的个数K;
②
确定分簇过程中的簇首决策因子;
③
参数标准化,建立簇首决策矩阵:假设影响簇首选择的簇首决策因子的个数为m个,无线传感器网络中的节点个数为n,第j个节点的第l个决策因子为a
jl
,则无线传感器网络的簇首决策矩阵A'为A'=(a'
jl
)
n
×
m
,j=1,2,...,n;l=1,2...,m对簇首决策矩阵A'进行标准化处理,标准化处理后的簇首决策矩阵为A,
④
确定决策因子的权重向量:首先,利用下式计算传感器网络中节点的权重决策因子的信息熵:其中,j表示无线传感器网络簇首决策因子的序号,j=1,...n,l表示无线传感器中的节点的序号,l=1,2...,m,N
jl
表示第j个WSN节点的第l个决策因子的取值;然后通过下式求解各个簇首决策因子的权重:最后得决策因子的客观权重向量为:W=[w1,...,w
n
]
T
;
⑤
计算分配权重的簇首决策矩阵:V=AW式中W为权重向量;
⑥
构造理想最优向量与理想最劣向量;构造理想最优向量与理想最劣向量;
⑦
分别计算候选节点与理想最优向量的距离和与理想最劣向量的距离和与理想最劣向量的距离和与理想最劣向量的距离
⑧
选择K个节点做为簇首节点:簇首节点选择标准设计为:
从候选节点中选择K个C
j
值最小的节点做为簇首节点;
⑨
节点入簇:选择出K个簇首节点后,簇首节点向周围的节点发起广播,如果广播被周围的簇首节点或被已加入其他簇的节点收到,则被忽略;如果周围的非簇首节点收到广播,而且该节点尚未加入任何簇,则该节点向发送广播的簇首节点发送加入簇的分组,该分组中应包含该节点ID、节点位置、节点能量、运动速度信息,簇首节点在收到节点发送的入簇分组后,记录该节点的相关状态信息,并管理簇内节点,为其分配数据上传的时隙;
⑩
簇内网关节点选择:无线传感器网络中的所有节点都加入相应的簇后,构造网关节点的选择函数:f=μ1f
α
+μ2f
β
式中f
α
是节点的剩余能量因子,f
β
是节点与基站的距离因子,μ1是节点的剩余能量的权重,μ2是节点与簇首的距离的权重,μ1+μ2=1=1式中,E
ini
是节点初始能量,E
con
表示每一次迭代节点所消耗的能量,f
β
是节点与基站的距离因子,f
技术研发人员:李文辉,刘超,宋曦,王旭阳,肖鑫,宫皓泉,侯玉婷,许剑,郝爱山,纪强,
申请(专利权)人:北京中电飞华通信有限公司,
类型:发明
国别省市:
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