[發(fā)明專利]基于剩余能量的集合劃分多跳路由方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410061028.6
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103826282B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 虞貴財;龍承志;林喚;向滿天;黃才海
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/20;H04W84/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所11569
• 代理人: 王加貴

1.一種基于剩余能量的集合劃分多跳路由方法，其特征在于，包括：

步驟1，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分為多個區(qū)域；

步驟2，將所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點按距離最近的原則劃分成多個具有相同節(jié)點數(shù)目的第一集合；

步驟3，根據(jù)所述第一集合在所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置分布，生成具有多個簇首的第二集合；

步驟4，為每個所述簇首賦予一個權(quán)值；

步驟5，為所述第二集合內(nèi)的每個簇首確定前向簇首；

步驟6，為所述第二集合內(nèi)的每個簇首確定下一跳簇首；

步驟7，每個所述第一集合內(nèi)的成員與其對應(yīng)的簇首之間具有第一距離，該成員與Sink節(jié)點之間具有第二距離，根據(jù)所述第一距離與所述第二距離之間的大小關(guān)系，確定該成員是與其對應(yīng)的簇首還是與所述Sink節(jié)點通信。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為正方形，所述區(qū)域為八個。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2還包括：

在所有節(jié)點中隨機選擇與所述第一集合的數(shù)目相同的第一候選節(jié)點；

在除所述第一候選節(jié)點以外的節(jié)點中隨機選擇多個距離量近的節(jié)點作為第二候選節(jié)點，其中，所述第二候選節(jié)點是所述第一候選節(jié)點的親戚節(jié)點；

所述第一候選節(jié)點和所述第二候選節(jié)點組成候選節(jié)點集合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3按下至少一種方式確定候選簇首：

(1)如果所述區(qū)域內(nèi)具有一個屬于所述候選節(jié)點集合的候選節(jié)點，那么將該一個候選節(jié)點加入所述第二集合作為候選簇首；

(2)如果所述區(qū)域內(nèi)具有兩個屬于所述候選節(jié)點集合的候選節(jié)點，那么將該兩個候選節(jié)點中隨機選擇一個加入所述第二集合作為候選簇首；

(3)如果所述區(qū)域內(nèi)具有三個以上屬于所述候選節(jié)點集合的候選節(jié)點，那么將該三個以上候選節(jié)點中隨機選擇兩個加入所述第二集合作為候選簇首；

(4)如果所述區(qū)域內(nèi)沒有屬于所述候選節(jié)點集合的候選節(jié)點，那么略過該區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中的所述權(quán)值與該簇首的節(jié)點能量成正比，且與Sink節(jié)點的距離成反比。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中的所述權(quán)值根據(jù)下式計算得到：

$W=\sqrt{\frac{E_i}{E_O}}\·\sqrt{\frac{d_{max}}{d(i,\sin k)}}$

其中，

W為權(quán)值；

E_i為節(jié)點的當前能量；

E_o為節(jié)點的初始能量；

d_max為所有節(jié)點中和Sink節(jié)點的最遠距離；

d_(i,sink)為節(jié)點和Sink節(jié)點的距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5中：

設(shè)簇首i與Sink節(jié)點之間的距離為Disink，簇首j與Sink節(jié)點之間的距離為Djsink，簇首i和簇首j之間的距離為Dij,若滿足以下條件，則簇首j是簇首i的前向簇首：

D_ij²+D_isink²＞D_jsink²

D_jsink²+D_isink²＞D_ij²。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟6按下述至少一種方式確定下一跳簇首：

(1)如果一所述簇首具有多于兩個前向簇首，則找出距離該簇首最近的兩前向簇首，并選權(quán)值較大的那個作為其臨時下一跳簇首；若該臨時父節(jié)點的權(quán)值大于該簇首的權(quán)值，則將該臨時下一跳簇首作為下一跳簇首，否則將Sink節(jié)點作為下一跳簇首；

(2)如果一所述簇首具有兩個前向簇首，則選擇權(quán)值較大的前向簇首為臨時下一跳簇首；若該臨時下一跳簇首的權(quán)值大于該簇首的權(quán)值，則將該臨時下一跳簇首作為下一跳簇首，否則將Sink節(jié)點作為下一跳簇首；

(3)如果一所述簇首只有一個前向簇首，比較該簇首和前向簇首的權(quán)值，若該前向簇首的權(quán)值較大，則將該前向簇首為下一跳簇首，否則將Sink節(jié)點作為下一跳簇首；

(4)若前向簇首為零，則將Sink節(jié)點作為下一跳簇首。