[发明专利]一种基于无线传感网的簇头节点路由方法、装置及介质

说明书

本发明公开了一种基于无线传感网的簇头节点路由方法、装置及介质，该方法的步骤包括：获取目标簇头节点的各特征值集合；根据梯度下降算法，将各特征值集合中的特征值与功耗梯度参数拟合为功耗预测函数；设置功耗阈值，并根据功耗预测函数与功耗阈值生成损失函数以衡量功耗预测函数的值与功耗阈值之间的差异；计算当损失函数的值最小时，功耗梯度参数的参数值；在预设功耗梯度的基础上进行参数值的迭代运算，以得到结果功耗梯度，并将结果功耗梯度作为目标簇头节点的路由指向。本方法提高了簇头节点到汇聚节点之间路由的效率。此外，本发明还提供一种基于无线传感网的簇头节点路由装置及介质，有益效果如上所述。

技术领域

本发明涉及无线传感网领域，特别是涉及一种基于无线传感网的簇头节点路由方法、装置及介质。

背景技术

无线传感网是一组传感器节点以自适应、自组织的方式构成的无线网络。无线传感网可用于特殊环境实时信号的采集、处理和发送。无线传感网是一种全新的信息获取和处理技术，在现实生活中正被越来越广泛的使用。无线传感网是由成千上万的传感器节点自组织形成，传感器节点由电池进行供电，在传感器节点进行数据采集、融合以及传输等操作时都需要消耗电池能量，成千上万的传感器节点被部署后，往往不易于更换，因此需要保证在传感器节点有限的电量下，能够提供更长时间的服务。

当前的无线传感网在工作时具有层次结构，层次型无线传感网中的传感器节点分为三种，即成员节点、簇头节点、汇聚节点。每一个簇头节点下都有N个成员节点，成员节点将采集到的数据传输到簇头节点，进而簇头节点对数据进行处理、融合并传输给汇聚节点。但是对于现有的大型无线传感网检测环境下，大部分簇头节点与汇聚节点之间的距离较远，无法直接通信，因此需要通过目标簇头节点与汇聚节点之间的其它簇头节点进行数据的传递以最终实现目标簇头节点与汇聚节点的通信。由于传感器节点间的数据传输是无线传感网络中的必要工作内容，并且会带来相应的能量消耗，因此在簇头节点到汇聚节点之间进行合理高效的路由能够相对节省簇头节点所消耗的能量，进而延长无线传感网络的整体的生命周期。

由此可见，提供一种基于无线传感网的簇头节点路由方法，以提高簇头节点到汇聚节点之间路由的效率，进而相对节省簇头节点整体的能量消耗，延长无线传感网络整体的生命周期，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无线传感网的簇头节点路由方法、装置及介质，以提高簇头节点到汇聚节点之间路由的效率，进而相对节省簇头节点整体的能量消耗，延长无线传感网络整体的生命周期。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于无线传感网的簇头节点路由方法，包括：

获取目标簇头节点的各特征值集合；其中，各特征值集合均对应目标簇头节点的数据传输场景，且特征值集合中至少包括目标簇头节点与汇聚节点之间的目标通信路径的距离；

根据梯度下降算法，将各特征值集合中的特征值与功耗梯度参数拟合为功耗预测函数；

设置功耗阈值，并根据功耗预测函数与功耗阈值生成损失函数以衡量功耗预测函数的值与功耗阈值之间的差异；

计算当损失函数的值最小时，功耗梯度参数的参数值；

在预设功耗梯度的基础上进行参数值的迭代运算，以得到结果功耗梯度，并将结果功耗梯度作为目标簇头节点的路由指向。

优选的，特征值集合中还包括目标簇头节点的剩余能量以及目标簇头节点的数据通信量。

优选的，在预设功耗梯度的基础上进行参数值的迭代运算前，该方法进一步包括：

设置约束参数；

相应的，在预设功耗梯度的基础上进行参数值的迭代运算具体为：

通过约束参数控制迭代运算的幅度，以进行迭代运算。

优选的，约束参数的值具体为0.0001。