[發明專利]一種分布式無線傳感網絡分簇路由方法

有效

• 申請號: 201611235772.9
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106658641B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 張穎;周潤東;朱大奇;孫兵;吳秉橫;管張均;朱竹靈;熊偉;王明興;郝冠;方敏
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/32;H04W84/18
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

1.一種分布式無線傳感網絡分簇路由方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1.1通信范圍內的傳感器節點之間互相發送Node_MSG數據包進行消息互通，完成了Node_MSG消息互通階段，節點由此可以進入自身信息表Info_table更新階段，從而獲取所有鄰居節點的節點ID以及對應的當前節點能量Neighbor_Node_id.E_residual；利用更新后的Info_table，節點可以獲取到節點能量E_r、節點度d和鄰居節點剩余能量E_a＝∑Neighbor_Node_id.E_residual/d這三個參數，以及簇頭選舉持續時間t＝k×T×(E_a/E_r)，其中k為(0.9，1)之間的隨機數，T為定義的初始簇頭選舉持續時間；

步驟1.2每個傳感器節點都自帶有模糊推理引擎系統，定義了節點能量的模糊集合節點度的模糊集合鄰居節點剩余能量的模糊集以及輸出參數概率的模糊集合y＝{very_low，low，rather_low，medium，less_high，high，very_high}；還定義了各自相對應的隸屬函數，節點能量隸屬函數：low＝(0＜x＜0.5)，medium＝(0＜x≤1.0)，high＝(x≥0.5)，節點度隸屬函數：less＝(0＜x≤15)，average＝(0＜x≤30)，enormous＝(x＞15)，鄰居節點剩余能量隸屬函數：weak＝(0＜x≤0.35)，normal＝(0＜x≤1.0)，strong＝(x≥0.83)，概率隸屬函數：very_low＝(0＜y≤40)，low＝(0＜y≤40)，rather_low＝(30＜y≤50)，medium＝(40＜y≤70)，less_high＝(60＜y≤80)，high＝(70＜y≤90)，very_high＝(y＞90)；利用這些隸屬函數，將步驟(1)中獲取的節點能量(NE)、節點度(ND)和鄰居節點剩余能量(NNE)轉換為模糊集合中的對應的模糊語言變量；將得到的模糊語言變量再依據模糊規則結合Mamdani算法，利用公式得出每條模糊規則對應的模糊輸出集通過中心面積算法將模糊輸出集轉換為精確輸出值以供節點對自身性能進行評估，作為節點自身成為簇頭節點的權值V；

步驟1.3節點獲得自身性能評估權值V后，進入簇頭競選狀態，向附近通信半徑r內的所有鄰居節點發送包含自身節點ID和權值V的數據包Head_compete；節點與接收到的鄰居節點性能權值進行比較，權值低的節點變為普通節點狀態，等待簇頭選舉結束后通過就近原則選擇合適的簇進行加入，而權值高的節點則變為當選簇頭狀態；

步驟1.4當選為簇頭的節點向周圍節點大量廣播包含節點ID數據包CH_Message；狀態為普通節點的節點則根據接收到的CH_Message數據包的信號強弱來判斷節點間的距離，以就近原則選擇合適的簇頭節點并發送包含自身節點信息的Node_JOIN數據包；簇頭節點收到成員節點的申請入簇請求后，向該節點返回一個Node_ACCEPT數據包，確認該節點的入簇請求，從而完成整個的簇的形成過程。