本发明专利技术公开了一种无线传感网络分簇方法、系统、装置及存储介质，无线传感网络分簇方法通过根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度，根据类内紧度选举各个汇聚节点，随后将第一差值小于预设的阈值的第一锚节点作为同时隶属于多个汇聚节点的锚节点，根据第一差值和第一汇聚节点的剩余电量构建第一隶属度概率函数，根据第一差值和第二汇聚节点的剩余电量构建第二隶属度概率函数，进而根据第一隶属度概率函数和第二隶属度概率函数计算第一锚节点发向第一汇聚节点和第二汇聚节点的流量，实现了无线传感网络区域内流量均匀的节点分布，减小各个区域的能耗差异，使得各个区域内的汇聚节点不会过早死亡。使得各个区域内的汇聚节点不会过早死亡。使得各个区域内的汇聚节点不会过早死亡。
【技术实现步骤摘要】
一种无线传感网络分簇方法、系统、装置及存储介质
[0001]本申请涉及数据处理
，尤其是一种无线传感网络分簇方法、系统、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]无线传感网络是一种自组织分簇方式的分布式网络系统，一般通过投抛随机方式部署。在传统的无线传感网络分簇方法中，当多个传感锚节点建立邻居时，通过聚类算法将锚节点分区并选举汇聚节点。当一个锚节点加入某个汇聚节点的区域后无法接入其他汇聚节点的区域。各个子区域的汇聚节点之间周期性地相互通告路由信息，形成全网梯度路由，所有节点以多跳接力方式抵达目的基站。在无线传感网络中，每个传感节点携带电量有限，特别是汇聚节点。汇聚节点既需要承担周围传感锚节点的数据收集与汇总工作，又要将汇总数据转发至下一汇聚节点，电量消耗较大。当汇聚节点的电量消耗完后，其他锚节点需要重新选举新的汇聚节点，以延长网络的可用性。
[0003]然而，无线传感网络节点投抛的随机性极大概率导致节点之间分布不均，部分汇聚节点周围锚节点数量较多，流量较大，而部分汇聚节点周围锚节点数量较少，流量较小，从而导致区域之间流量不均，能耗差异较大，使得周围锚节点较多的汇聚节点过早死亡；此外，汇聚节点死亡后，对应子区域的剩余锚节点需要重新选举汇聚节点，导致该子区域在选举期间网络不可用，并且该子区域的锚节点越密集，对应的汇聚节点死亡频率越高，即新的汇聚节点的选举频率越高，进而导致该子区域频繁地进入网络不可用状态，影响了区域间的网络传输，且区域内能量损耗增大。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术实施例的一个目的在于提供一种无线传感网络分簇方法、系统、装置及存储介质，以实现无线传感网络区域内流量均匀的节点分布。
[0006]为了达到上述技术目的，本专利技术实施例所采取的技术方案包括：
[0007]一方面，本专利技术实施例提供了一种无线传感网络分簇方法，包括以下步骤：
[0008]根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度，所述类内紧度用于描述所述节点之间的隶属紧密度；
[0009]根据所述类内紧度选举各个区域的汇聚节点；
[0010]判断第一差值是否小于预设的阈值，所述第一差值为第一类内紧度差值与第二类内紧度差值的差值，所述第一类内紧度差值为第一锚节点的类内紧度与第一汇聚节点的类内紧度的差值，所述第二类内紧度差值为所述第一锚节点的类内紧度与第二汇聚节点的类内紧度的差值，所述第一锚节点为所述节点集合中除各个所述汇聚节点以外的任意节点；
[0011]若是，根据所述第一差值和所述第一汇聚节点的剩余电量构建第一隶属度概率函数；根据所述第一差值和所述第二汇聚节点的剩余电量构建第二隶属度概率函数；
[0012]根据所述第一隶属度概率函数和所述第二隶属度概率函数计算所述第一锚节点发向所述第一汇聚节点和所述第二汇聚节点的流量，完成所述无线传感网络的分簇。
[0013]本专利技术实施例的一种无线传感网络分簇方法，通过根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度，根据类内紧度选举各个汇聚节点，随后将第一差值小于预设的阈值的第一锚节点作为同时隶属于多个汇聚节点的锚节点，根据第一差值和第一汇聚节点的剩余电量构建第一隶属度概率函数，根据第一差值和第二汇聚节点的剩余电量构建第二隶属度概率函数，进而根据第一隶属度概率函数和第二隶属度概率函数计算第一锚节点发向第一汇聚节点和第二汇聚节点的流量，实现了无线传感网络区域内流量均匀的节点分布，减小各个区域的能耗差异，使得各个区域内的汇聚节点不会过早死亡。
[0014]另外，根据本专利技术上述实施例的一种无线传感网络分簇方法，还可以具有以下附加的技术特征：
[0015]进一步地，本专利技术实施例的一种无线传感网络分簇方法中，在所述根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度之前，所述方法还包括：
[0016]获取各个所述节点中各个属性的特征向量。
[0017]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度，包括：
[0018]根据所述特征向量和所述流量距离进行计算，得到所述类内紧度。
[0019]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述根据所述类内紧度选举各个区域的汇聚节点之前，所述方法还包括：
[0020]根据所述特征向量构建矩阵；
[0021]采用所述矩阵划分所述区域。
[0022]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述类内紧度选举各个区域的汇聚节点，包括：
[0023]计算各个所述区域内节点之间的类内紧度的差值，得到第二差值；
[0024]根据所述特征向量、所述矩阵和所述第二差值设置最佳约束条件；
[0025]根据所述第二差值设置目标函数；
[0026]选取满足所述最佳约束条件且所述目标函数的值最小的节点作为所述汇聚节点。
[0027]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第一差值和所述第一汇聚节点的剩余电量构建第一隶属度概率函数，以及所述根据所述第一差值和所述第二汇聚节点的剩余电量构建第二隶属度概率函数，包括：
[0028]根据所述流量距离、所述第一汇聚节点的剩余电量和所述第一锚节点接收到来自所述第一汇聚节点的信号的强度计算第一信号强度评价值，所述第一信号强度评价值为所述第一锚节点接收到来自所述第一汇聚节点的信号的强度评价值；
[0029]根据所述流量距离、所述第二汇聚节点的剩余电量和所述第一锚节点接收到来自所述第二汇聚节点的信号的强度计算第二信号强度评价值，所述第二信号强度评价值为所述第一锚节点接收到来自所述第二汇聚节点的信号的强度评价值；
[0030]根据所述第一汇聚节点的所述特征向量、所述第一信号强度评价值和所述第一差值构建所述第一隶属度概率函数；
[0031]根据所述第二汇聚节点的所述特征向量、所述第二信号强度评价值和所述第一差
值构建所述第二隶属度概率函数。
[0032]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第一隶属度概率函数和所述第二隶属度概率函数计算所述第一锚节点发向所述第一汇聚节点和所述第二汇聚节点的流量，包括：
[0033]获取所述第一锚节点的总流量；
[0034]根据所述总流量和所述第一隶属度概率函数计算所述第一锚节点发向所述第一汇聚节点的流量；
[0035]根据所述总流量和所述第二隶属度概率函数计算所述第一锚节点发向所述第二汇聚节点的流量。
[0036]另一方面，本专利技术实施例提出了一种无线传感网络分簇系统，包括：
[0037]第一模块，用于根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度，所述类内紧度用于描述所述节点之间的隶属紧密度；
[0038]第二模块，用于根据所述类内紧度选举各个区域的汇聚节点；
[0039]第三模块，用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无线传感网络分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度，所述类内紧度用于描述所述节点之间的隶属紧密度；根据所述类内紧度选举各个区域的汇聚节点；判断第一差值是否小于预设的阈值，所述第一差值为第一类内紧度差值与第二类内紧度差值的差值，所述第一类内紧度差值为第一锚节点的类内紧度与第一汇聚节点的类内紧度的差值，所述第二类内紧度差值为所述第一锚节点的类内紧度与第二汇聚节点的类内紧度的差值，所述第一锚节点为所述节点集合中除各个所述汇聚节点以外的任意节点；若是，根据所述第一差值和所述第一汇聚节点的剩余电量构建第一隶属度概率函数；根据所述第一差值和所述第二汇聚节点的剩余电量构建第二隶属度概率函数；根据所述第一隶属度概率函数和所述第二隶属度概率函数计算所述第一锚节点发向所述第一汇聚节点和所述第二汇聚节点的流量，完成所述无线传感网络的分簇。2.根据权利要求1所述的一种无线传感网络分簇方法，其特征在于，在所述根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度之前，所述方法还包括：获取各个所述节点中各个属性的特征向量。3.根据权利要求2所述的一种无线传感网络分簇方法，其特征在于，所述根据无线传感网络的节点集合中节点之间的流量距离计算类内紧度，包括：根据所述特征向量和所述流量距离进行计算，得到所述类内紧度。4.根据权利要求2所述的一种无线传感网络分簇方法，其特征在于，在所述根据所述类内紧度选举各个区域的汇聚节点之前，所述方法还包括：根据所述特征向量构建矩阵；采用所述矩阵划分所述区域。5.根据权利要求4所述的一种无线传感网络分簇方法，其特征在于，所述根据所述类内紧度选举各个区域的汇聚节点，包括：计算各个所述区域内节点之间的类内紧度的差值，得到第二差值；根据所述特征向量、所述矩阵和所述第二差值设置最佳约束条件；根据所述第二差值设置目标函数；选取满足所述最佳约束条件且所述目标函数的值最小的节点作为所述汇聚节点。6.根据权利要求2所述的一种无线传感网络分簇方法，其特征在于，所述根据所述第一差值和所述第一汇聚节点的剩余电量构建第一隶属度概率函数，以及所述根据所述第一差值和所述第二汇聚节点的剩余电量构建第二隶属度概率函数，包括：根据所述流量距离、所述第一汇聚节点的剩余电量和所述第一锚节点接收到来自所述第一汇聚节点的信号的强度计算第一信号强度评价值，所述第一信号强度评价值为所述第一锚节点接收到来自所述第一汇聚节点的信号的强度评价值；根据所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，
申请(专利权)人：广东交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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