[发明专利]无线传感器网络非均匀成簇方法

说明书

本发明提供了一种无线传感器网络非均匀成簇方法，其中方法包括：基站获取无线传感器与基站间的距离；所述基站根据无线传感器的初始能量和所述无线传感器与基站间的距离，采用混沌粒子群成簇方法，确定无线传感器成簇信息，并将所述无线传感器成簇信息发送给所述无线传感器；所述无线传感器根据所述无线传感器成簇信息进行成簇，形成簇头无线传感器和簇点无线传感器；所述簇头无线传感器接收所述簇点无线传感器感知的数据，并将所述感知的数据进行融合，进而将所述融合后的数据发送给所述基站。通过本发明提供的无线传感器网络非均匀成簇方法，能够使得非均匀成簇方法更加合理，网络的能耗降低，同时能够避免“早熟”和“热点”现象的出现。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种无线传感器网络非均匀成簇方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，简称WSN)是一种低成本、低功耗、多功能的新型的无线网络。随着无线通信、超大规模集成电路的发展，无线传感器网络广泛应用于多个领域，比如说环境监测、目标跟踪、智慧城市、智慧医疗等领域。无线传感器网络中的传感器通常具有数据感知、收集和传输的功能，同时传感器节点还具有数据融合的功能，由于无线传感器网络中传感器自身的能量，计算能力，存储能力和通信能力等方面的限制，通常将目标区域内的无线传感器以一定的方式组织起来，完成感知监测任务并最大限度的延长无线传感器网络的生存时间。

在平面拓扑结构中，长距离的数据包传输会消耗很多的能量，进而减少网络的生存时间，故而将无线传感器网络中的无线传感器划分成簇，不仅可以有效降低网络的能耗，延长网络寿命，还可以增强网络的拓展性，有利于数据的融合。在无线传感器网络中，为了提高网络效能，增强网络的可扩展性，通常将无线传感器网络中的传感器划分成簇，现有技术中成簇的算法主要为均匀成簇算法和非均匀成簇算法。

在均匀成簇算法中，由于离基站较近的簇头要承担更多的数据转发任务，能量消耗要远远大于离基站较远的簇头，导致整个网络能耗的不均匀，使得离基站较近的簇头会因为能耗过大而较早的死亡，这个现象就称之为“热点”现象。在非均匀成簇算法中，使得离基站较近的簇头形成较小的簇，降低簇内能耗，使得簇头可以有较多的能量完成簇间数据包的转发任务，非均匀成簇算法只考虑簇头的自身条件，且常常会进入局部最优，从而影响算法的性能，这个现象称为“早熟”现象。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种无线传感器网络非均匀成簇方法，能够使得非均匀成簇方法更加合理，网络的能耗降低，同时能够避免“早熟”和“热点”现象的出现。

本发明提供一种无线传感器网络非均匀成簇方法，包括：

基站获取无线传感器与基站间的距离；

所述基站根据无线传感器的初始能量和所述无线传感器与基站间的距离，采用混沌粒子群成簇方法，确定无线传感器成簇信息，并将所述无线传感器成簇信息发送给所述无线传感器；

所述无线传感器根据所述无线传感器成簇信息进行成簇，形成簇头无线传感器和簇点无线传感器；

所述簇头无线传感器接收所述簇点无线传感器感知的数据，并将所述感知的数据进行融合，进而将所述融合后的数据发送给所述基站。

进一步地，所述基站获取无线传感器与基站间的距离的步骤，包括：

所述无线传感器向所述基站发送预设的信息；

所述基站根据预设的信息，确定所述无线传感器的信号强度；

所述基站根据所述无线传感器的信号强度，计算所述无线传感器与所述基站间的距离。

进一步地，所述混沌粒子群方法，具体为：

获取粒子群中粒子的适应度值；

根据所述粒子的适应度值，计算平均粒子间距和适应度方差；