[發明專利]無線傳感器網絡分簇路由方法及裝置、存儲介質和終端

在審

• 申請號: 202310417820.X
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116600365A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 鄭敏;譚沖;劉洪;李慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04W40/32
• 分類號: H04W40/32;H04W40/02;H04W40/10;H04W40/20;H04W84/18;G06F18/23213;G06N3/126
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 牛莎莎

1.一種無線傳感器網絡分簇路由方法，包括：

獲取待分簇無線傳感器網絡；

基于生物地理學優化算法從所述待分簇無線傳感器網絡中篩選出初始簇首節點集合，將所述初始簇首節點集合中簇首作為初始聚類中心，基于預設聚類算法從所述待分簇無線傳感器網絡中篩選出最優簇首節點集合；

基于所述最優簇首節點集合中的簇首節點，對所述待分簇無線傳感器網絡中的非簇首節點進行分簇，獲取多個簇；

基于遺傳算法獲取所述最優簇首節點集合中所有簇首節點到基站的最優傳輸路徑，所述最優簇首節點集合中所有簇首節點基于所述最優傳輸路徑將節點數據傳輸至所述基站。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，基于生物地理學優化算法從所述待分簇無線傳感器網絡中篩選出初始簇首節點集合包括：

以所述待分簇無線傳感器網絡任意簇首與非簇首設計方案作為棲息地，隨機生成第一預設個數的初始棲息地；

計算每個所述初始棲息地的棲息地適宜指數，基于所述棲息地適宜指數從大到小的順序從所有所述初始棲息地中篩選出第二預設個數的所述初始棲息地作為精英棲息地，并將剩下所述初始棲息地作為待修正棲息地；

分別對所有所述待修正棲息地進行遷移操作和變異操作，以獲取對應的修正后棲息地，將迭代次數加1，并判斷所述迭代次數是否大于預設迭代閾值，若是則從所有所述精英棲息地和所有所述修正后棲息地中篩選出棲息地適宜指數最大的棲息地作為目標棲息地，并將所述目標棲息地的簇首節點集合作為初始簇首節點集合，否則將所有所述精英棲息地和所有所述修正后棲息地均作為新的初始棲息地，重新計算每個所述初始棲息地的棲息地適宜指數，并實現對所有所述待修正棲息地的遷移操作和變異操作；

其中，所述迭代次數初始值為1。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，對所述待修正棲息地進行遷移操作包括：

將所述待修正棲息地作為選定棲息地，計算所述選定棲息地的遷入率；

通過預設隨機概率生成方式為所述選定棲息地第x個傳感器節點生成隨機概率，判斷所述隨機概率是否小于所述選定棲息地的遷入率，若是則對所述選定棲息地第x個傳感器節點進行遷移操作，獲取新的選定棲息地，當獲取新的所述選定棲息地或所述隨機概率不小于所述選定棲息地的遷入率時，將x加1，并判斷x是否大于所述選定棲息地中傳感器節點數，若是則將當前新的所述選定棲息地作為遷移后棲息地，否則重新通過預設隨機概率生成方式為所述選定棲息地第x個傳感器節點生成隨機概率，并實現所述選定棲息地第x個傳感器節點的遷移操作；

其中，對所述選定棲息地第x個傳感器節點進行遷移操作包括：從除所述選定棲息地外的所有所述待修正棲息地中篩選出遷移目標棲息地，將所述選定棲息地第x個傳感器節點的簇屬性與所述遷移目標棲息地第x個傳感器節點的簇屬性進行對調，獲取對調后的選定棲息地和對調后的遷移目標棲息地，選取所述選定棲息地和所述對調后的選定棲息地中棲息地適宜指數高的作為新的所述選定棲息地，并選取所述遷移目標棲息地和所述對調后的遷移目標棲息地中棲息地適宜指數高的代替所述遷移目標棲息地，x的初始值為1，所述簇屬性包括簇首節點屬性和非簇首節點屬性。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，對所述待修正棲息地進行變異操作包括：

計算所述待修正棲息地的突變概率；

通過預設隨機概率生成方式為所述待修正棲息地中第y個傳感器節點生成隨機概率，判斷所述隨機概率是否大于所述待修正棲息地的突變概率，若是則修改所述待修正棲息地第y個傳感器節點的簇屬性，得到修改后的棲息地，并選定所述待修正棲息地和所述修改后的棲息地中棲息地適宜指數高的作為新的所述待修正棲息地，當獲取新的所述待修正棲息地或所述隨機概率不大于所述待修正棲息地的突變概率時，將y加1，并判斷y是否大于所述待修正棲息地中傳感器節點數，若是則將當前新的所述待修正棲息地作為突變后棲息地，否則重新通過預設隨機概率生成方式為所述待修正棲息地中第y個傳感器節點生成隨機概率，并實現所述待修正棲息地第y個傳感器節點的突變操作；

其中，y的初始值為1。