[发明专利]面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法

权利要求书

1.一种面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，确定监控范围内执行器数目，各个执行器向全网广播自身的位置信息，传感器节点根据接收到的执行器位置信息判断自身区域的拓扑特性；

第二步，传感器节点向最近执行器发送应答信息，执行器根据应答信息统计位于属于其相关确定分簇区域和相关待分簇区域的传感器节点的数量，同时取最远的应答传感器节点的传输跳数作为最远传输距离；

第三步，以平均分配的方案估计各待分簇区域的分簇方案，并在此基础上估计该执行器所在簇中各跳位置的传感器总数；

第四步，根据第二步得到的统计信息和第三步中的估计值，各执行器确定最近的待分簇区域的分簇方案；

第五步，通过无线通讯将第四步中得到分簇方案通过概率的方式分发到对应的待分簇区域，接收到该信息的传感器节点将该概率值序列与自身所产生的随机数序列进行比较，确定所属的分簇；

第六步，目标区域的传感器节点完成分簇，并发送归属信息至最近执行器，执行器统计归属信息，将实际的分簇结果替换原有的估计值；

第七步，重复第四-六步，直到网络内所有待分配区域都完成了分簇，得到最终的分簇方案。

2.根据权利要求1所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第一步中所述的位置信息包括：执行器的编号，和接收到该信息的传感器节点距离发送端执行器的跳数。

3.根据权利要求1所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第一步中所述的拓扑特性包括：该传感器节点判断自身处于待分簇区域还是确定分簇区域、最近执行器的编号和到最近执行器的跳数。

4.根据权利要求3所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第一步中所述的最近执行器是指距离该传感器节点跳数最少的执行器，传感器节点根据最近执行器的数量、编号以及相距的跳数确定自身所属的区域。

5.根据权利要求3所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第二步中所述的应答信息包括：该传感器距离接收端执行器的跳数，和传感器所处区域的共享执行器编号。

6.根据权利要求3所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第二步中所述的共享执行器是指：对于待分簇区域，除了接收到该应答信息执行器以外的其他相同跳数执行器编号。

7.根据权利要求1所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第二步中所述的相关区域是指：若某执行器是这块区域的最近执行器，则这块区域为该执行器的相关区域。

8.根据权利要求7所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第四步中所述的分簇方案，包括如下步骤：

步骤4.1确定计算方案：对于有两个以上最近执行器的待分簇区域以平均分配作为最终分簇方案并转到步骤4.5；对于仅有两个最近执行器的待分簇区域则转到步骤4.2；

步骤4.2该待分簇区域的共享执行器通过通信交互统计信息，即其各相关区域的传感器节点数量和最远通讯距离；

步骤4.3根据该区域的共享执行器和自身的统计信息，以及传感器节点单位时间内产生的信息量γ和传感器节点的最大传输速率μ，计算得到待分簇区域内传感器节点使执行器收集该待分簇区域传感信息时延最小的方案；

步骤4.4根据实际取值范围得到可行的最优分簇方案解；

步骤4.5与该区域的共享执行器通讯确认该待分簇区域的分簇方案，若双方分簇方案不同则返回步骤4.1重新求取分簇方案。

9.根据权利要求8所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第五步中所述的概率是指将分簇方案中划分给各个执行器的传感器占该区域传感器总数的比例。

10.根据权利要求1所述的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法，其特征是，第六步所述的归属信息包括：该传感器传感器节点所属分簇的执行器编号、所有最近执行器的编号和到最近执行器的跳数。