[發明專利]基于無線傳感器節點的分簇方法、系統、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202010136527.2
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111510984B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 高萬林;王兵兵;楊斯;張雯欣;魯相潔;郝霞
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W84/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

本發明實施例涉及無線通信技術領域，公開了基于無線傳感器節點的分簇方法、系統、設備及存儲介質。本發明實施例先獲取各節點的當前剩余能量；根據當前剩余能量對節點進行節點分簇操作，以得到分簇策略，通過分簇策略以簇為單位進行節點間的數據轉發操作；其中，所述分簇策略中每個簇對應的簇剩余能量處于預設能量平均范圍內，所述簇剩余能量為每個簇內的節點對應的當前剩余能量的總和。可見，本發明實施例通過讓每個簇對應的簇剩余能量處于預設能量平均范圍內，以簇為單位讓每個簇對應的簇剩余能量相同或相近，這也就保障了以簇為單位的節點集群的剩余電量的均衡性，保證能量的均衡使用，解決了WSN中的各節點能量消耗不均衡的技術問題。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及基于無線傳感器節點的分簇方法、系統、設備及存儲介質。

背景技術

隨著農業精細化生產技術的不斷發展，無線傳感器網絡(Wireless SensorNetwork,WSN)技術變得愈來愈重要。

WSN作為一種分布式的傳感器網絡，WSN中的傳感器節點可以感知環境、農田土壤等相關信息，宜被廣泛地用于大規模農田環境信息的采集、監測操作。

但是，由于農田環境的復雜多變，傳感器節點大多被部署在無人值守的惡劣環境中，這導致了傳感器節點的能量供給方式受到了局限。至于節點的能量供給方式，可采用電池進行供電，也可采用太陽能電池板進行供電。

明顯地，若WSN中的部分傳感器節點運行過于繁忙，會導致該節點的能量迅速被消耗，可能過早沒電，節點過早消亡，進而破壞了WSN的整體運行效率，造成網絡空洞等現象。

同理，可能部分傳感器節點由于運行并不繁忙，反而，剩余能量很多。

可見，目前，WSN中的各節點存在著能量消耗不均衡的技術問題。

發明內容

為了解決農田WSN中的各節點能量消耗不均衡的技術問題，本發明實施例提供基于無線傳感器節點的分簇方法、系統、設備及存儲介質。

第一方面，本發明實施例提供一種基于無線傳感器節點的分簇方法，包括：

獲取各節點的當前剩余能量；

根據所述當前剩余能量對所述節點進行節點分簇操作，以得到分簇策略，通過所述分簇策略以簇為單位進行節點間的數據轉發操作；

其中，所述分簇策略中每個簇對應的簇剩余能量處于預設能量平均范圍內，所述簇剩余能量為每個簇內的節點對應的當前剩余能量的總和。

優選地，所述根據所述當前剩余能量對所述節點進行節點分簇操作，以得到分簇策略，通過所述分簇策略以簇為單位進行節點間的數據轉發操作，具體包括：

獲取節點間距離及節點信號強度；

根據所述當前剩余能量、所述節點間距離及所述節點信號強度對所述節點進行節點分簇操作，以得到分簇策略，通過所述分簇策略以簇為單位進行節點間的數據轉發操作。

優選地，所述根據所述當前剩余能量對所述節點進行節點分簇操作，以得到分簇策略，通過所述分簇策略以簇為單位進行節點間的數據轉發操作之后，所述基于無線傳感器節點的分簇方法還包括：

獲取待轉發報文；

獲取與當前簇對應的簇首選取策略，并確定所述簇首選取策略中與當前節點對應的當前節點角色，所述當前簇由所述分簇策略劃分得到；

基于所述當前節點角色對應的操作權限觸發所述待轉發報文的數據轉發操作。

優選地，所述獲取待轉發報文之前，所述基于無線傳感器節點的分簇方法還包括：

確定所述分簇策略中每個簇內的節點；