[發明專利]一種無線傳感器網絡LEACH優化算法

在審

• 申請號: 202110027276.9
• 申請日: 2021-01-09
• 公開（公告）號: CN112839367A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 張晶;胡栗
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/20;H04W40/32;H04W4/38
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 王鵬飛

1.一種無線傳感器網絡LEACH優化算法，其特征在于：

Step1：計算節點的輪次能耗、剩余能量，節點之間的距離、節點到基站的距離構造距離控制因子和輪次能耗因子；

Step2：根據簇頭評估函數和新的閾值函數判斷簇頭選擇；

Step3：選舉簇頭完成后，普通節點自行進入到某個簇中，成為簇內成員節點；

Step4：在簇群內設置副簇頭節點均衡簇頭的數據轉發能耗；

Step5：在數據轉發階段根據多種因子綜合選擇中繼節點，形成最優傳輸路徑，將數據傳遞給基站。

2.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡LEACH優化算法，其特征在于：所述的輪次能耗因子和距離控制因子分別指的是綜合考慮節點在前r-1輪的消耗和節點之間的距離、節點到基站的距離。

3.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡LEACH優化算法，其特征在于：所述的step1節點的輪次能耗、剩余能量計算及距離控制因子和輪次能耗因子構造，step2中簇頭選擇，step3中成簇，step4中設置副簇頭節點，以及step4中數據傳輸五個步驟中傳感器節點的位置信息和剩余能量都通過基站實時獲取。

4.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡LEACH優化算法，其特征在于：所述距離控制因子具體為：

式中，綜合考慮節點在前r-1輪的消耗，稱之為輪次能耗因子，E_max為節點的初始能量，為節點i在第r-1輪后結束后的能量，W_al表示整個網絡中當前未失效的節點總數，AW表示以某個節點的通信半徑內存活的節點，d_avg為節點到其通信半徑內所有節點的平均距離值，d_max表示節點與其通信半徑內所有節點最大距離值，n_nei表示通信半徑內所有節點的個數。

5.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡LEACH優化算法，其特征在于：所述閾值函數具體為：

式中，p為節點成為簇頭的概率情況，將節點此刻的值與閾值進行比較，若大于閾值T，即為簇頭，r為選舉的次數，QS_CH(i)表示簇頭評估函數，其與節點相互之間的距離；

簇頭評估函數QS_CH(i)具體為：

式中，越小，說明節點在前r-1輪運行時能耗越低，成為簇頭的機會越高，S為節點以R為通信半徑內的限定條件，x_i，x_j分別為節點i和j的橫坐標值，y_i，y_j分別表示節點i和j的縱坐標值。