[發明專利]一種應用于電力物聯網的無線傳感分簇路由簇頭選擇方法

有效

• 申請號: 202110452542.2
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113179544B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 陳一鳴;楊宇玄;高棟梁;姚實穎;羅勁瑭;馬天男;芶繼軍;張全明;喬云池;胥威汀
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/10;H04W40/12;H04W40/32;G16Y10/35
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

1.一種應用于電力物聯網的無線傳感分簇路由簇頭選擇方法，其特征在于，包括：

步驟1，節點間相互發送測試數據包以計算節點間通信能效值，并建立鄰域節點信息表；

步驟2，全網選取具有最大鄰域節點通信能效值之和的節點作為簇頭節點，簇頭節點將自身鄰域節點參數表廣播給全網，各非簇頭節點將相關信息記錄至簇頭信息表；

所述步驟2具體包括以下子步驟：

步驟S21，各節點計算所有鄰域節點的通信能效函數值之和，記為F；

步驟S22，各節點默認將自身作為簇頭節點，并向鄰域節點廣播自身ID和F值，記為(ID_self,F_self)，若節點接收到來自其他節點的(ID_other,F_other)，且滿足F_other＞F_self，則將ID_other節點設為簇頭節點，并保存(ID_other,F_other)信息，隨后向鄰域節點廣播(ID_other,F_other)；

步驟S23，所有節點廣播結束后，全網將F值最大的節點作為簇頭節點，記為(ID_max,F_max)；

步驟S24，簇頭節點將自身鄰域節點參數表廣播至全網節點，各非簇頭節點將相關信息記錄進簇頭信息表中；

步驟3，簇頭節點對鄰域節點設置衰減系數后進入休眠狀態，全網各節點重新計算鄰域節點通信效能之和，并返回執行步驟2，直到獲得預設數量的簇頭節點；

步驟4，各非簇頭節點根據簇頭信息表選擇具有最高路徑效能值的簇頭節點作為自身簇頭進行數據傳輸。

2.根據權利要求1所述的一種應用于電力物聯網的無線傳感分簇路由簇頭選擇方法，其特征在于，所述步驟1具體包括以下子步驟：

步驟S11，各節點向鄰域節點發送測試數據包；

步驟S12，各節點根據接收到的測試數據包，計算并記錄鄰域節點參數表；所述鄰域節點參數表包括各鄰域節點的ID號、信號強度、剩余能量、電池容量；

步驟S13，各節點根據鄰域節點參數表計算鄰域節點與該節點的通信能效函數值。

3.根據權利要求2所述的一種應用于電力物聯網的無線傳感分簇路由簇頭選擇方法，其特征在于，所述步驟S11的測試數據包中包括節點ID、節點型號、發送信號能量等級、剩余能量、電池容量、測試數據。

4.根據權利要求2所述的一種應用于電力物聯網的無線傳感分簇路由簇頭選擇方法，其特征在于，所述步驟S13通過下式計算通信能效函數值：

f_V(i,j)＝α₁V_1(i,j)+α₂V_2(i,j)+…+α_kV_k(i,j)α_x,V_x(i,j)∈[0,1]

式中，f_V(i,j)表示節點i的鄰域節點j的通信能效函數；V_x(i,j)(x＝1,2,…,k)分別表示節點j到節點i的各能效指標；α_x(x＝1,2,…,k)為對應能效指標的權值。

5.根據權利要求1所述的一種應用于電力物聯網的無線傳感分簇路由簇頭選擇方法，其特征在于，所述簇頭信息表包括迭代次數、簇頭ID、簇頭F值、傳輸路徑g，路徑能效f_path；其中，傳輸路徑g表示該節點與簇頭通信時所經歷的路徑；路徑能效f_path為該節點向簇頭傳輸數據時，所有通信路徑上的通信能效函數值之積。