[發(fā)明專利]一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議的組簇方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110458685.0
• 申請(qǐng)日: 2011-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102448138A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍昭華;劉建鋒;李兵;蔣貴全;劉達(dá)明;張林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/02
• 分類號(hào): H04W40/02;H04W40/10;H04W84/18
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議的組簇方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）網(wǎng)絡(luò)初始化

a、劃分層次

在WSNs系統(tǒng)工作前，首先以基站sink為圓心，以nR為半徑將監(jiān)測(cè)區(qū)域分為n層，其中R為臨界值，n為大于零的正整數(shù)；

b、確定簇域

當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)鋪設(shè)到監(jiān)測(cè)區(qū)域后，通過(guò)GPS獲取每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，然后將傳感器節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)和能量發(fā)送給基站，由基站根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)域的大小和傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量在全網(wǎng)進(jìn)行層次和簇的劃分，建立層次號(hào)和簇號(hào)；然后確定簇域，簇域是基站在傳感器網(wǎng)絡(luò)初始化分簇時(shí)規(guī)定的一個(gè)簇的大小、節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和分布位置；然后在每個(gè)簇中選取能量最大，且距離最近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)作為簇首節(jié)點(diǎn)和輔助節(jié)點(diǎn)，如果節(jié)點(diǎn)的初始能量都相同，則隨機(jī)選取兩個(gè)距離最近的節(jié)點(diǎn)；隨后基站把這些配置信息通過(guò)全網(wǎng)廣播發(fā)送給每個(gè)節(jié)點(diǎn)；由于第一層次距基站較近，基站位于第1層的中心,所以在第1層中沒(méi)有簇首，第一層中所有普通節(jié)點(diǎn)都與基站進(jìn)行直接通信；

簇域在以后網(wǎng)絡(luò)運(yùn)中不會(huì)改變，簇的獨(dú)立重建在單個(gè)簇域中進(jìn)行，只更換簇首和輔助節(jié)點(diǎn)，而不會(huì)改變簇域；

c、確定每層簇?cái)?shù)

簇域?yàn)樯刃危渲械趇層的簇域的數(shù)量????????????????????????????????????????????????為：

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2）、數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

a、多跳傳輸路徑的建立

簇間數(shù)據(jù)通信依靠多跳傳輸路徑進(jìn)行，除了第一層的節(jié)點(diǎn)可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)到基站外，其它高層與基站間的數(shù)據(jù)通信要經(jīng)過(guò)多跳的方式，通過(guò)橋節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)按照高層往低層的方向逐級(jí)跳的多跳傳輸路徑傳遞到基站，橋節(jié)點(diǎn)只由普通節(jié)點(diǎn)擔(dān)任，簇首或輔助節(jié)點(diǎn)不參與競(jìng)選橋節(jié)點(diǎn)；

b、簇間路由的建立

由數(shù)據(jù)通信多跳傳輸路徑起始端所在簇的簇首首先廣播消息Msg_FindNext至下一層，

下一層的普通節(jié)點(diǎn)收到該信息后，回傳消息Msg_ElectB給上面的簇首，Msg_ElectB消息包含普通節(jié)點(diǎn)的ID、剩余能量和坐標(biāo)，

c.?簇首分別計(jì)算與每個(gè)回傳消息節(jié)點(diǎn)距離d和親近度，親近度是節(jié)點(diǎn)剩余能量PA和兩節(jié)點(diǎn)之間的距離D的比值，選取親近度最大的節(jié)點(diǎn)作為第一跳的橋節(jié)點(diǎn)或第一橋節(jié)點(diǎn)，

d.?簇首發(fā)送Msg_BeB消息給第一橋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)，第一跳的路徑搭建完成；

e.隨后第一橋節(jié)點(diǎn)繼續(xù)發(fā)送Msg_FindNext給再下一層，并依據(jù)親近度尋找下一橋節(jié)點(diǎn)；

以此類推，直到消息到達(dá)基站時(shí)，整條由起始簇首到基站的多跳傳輸路徑建立成功。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議的組簇方法，其特征在于，所述簇首盡可能的位于簇域的中心。