[发明专利]一种分布式高能效的WSN分簇路由优化方法

权利要求书

1.一种分布式高能效的WSN分簇路由优化方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)节点随机部署；

(2)根据阈值判断节点能否成为簇头；

(3)步骤(2)中节点若不能成为簇头，判断该节点是否被多个簇头节点覆盖；

(4)步骤(3)中节点若多个簇头节点被覆盖，则对该节点进行倾向度计算；

(5)将步骤(4)中倾向度最高的簇头节点加入进行信息传送；

步骤(2)中判断节点成为簇头的方法如下：

在无线传感器网络中，每个节点的剩余能量不同，节点担任簇头节点的概率如式(3)所示：

式中，p_opt为初始设置的簇头节点与普通节点数量的比值，E_r(i)为节点i剩余的能量值，为r轮过后网络所有节点整体的平均剩余能量值，当选取簇头时，每个节点都会产生一个0至1之间的数值，若某节点的这个数值小于设定的阈值T_i，则此节点担任簇头，T_i的计算公式为式(4)：

其中，G为最近1/p_i轮中没有担任过簇头节点的集合，r表示当前循环进行的轮数，i表示第i节点，当簇头节点选择完后，对本节点将担任簇头的信息进行广播，普通节点便会根据信号的强弱选择合适的簇头节点进行入簇；

步骤(3)中判断节点被多个簇头节点覆盖的方法步骤如下：

簇头节点到基站的距离记为d(i)，则簇头i的数据接收覆盖半径R(i)为式(5)：

式中：d_max和d_min分别表示簇头节点到基站最大和最小的信息传输距离，R₀为预先定义的最大覆盖半径，c为0到1之间的常数，由式(5)可知，簇头的覆盖范围在(1-c)R₀到R₀之间变化；

节点i当选为簇头的概率为式(6)：

担任簇头的节点会广播自身ID、覆盖半径以及自身的剩余能量，在此同时宣布自己成为簇头；

步骤(4)中倾向度计算方法：倾向度的计算公式如下(7):

式中，L_str(i)为节点i到基站的直线距离，L_toBS(i)为节点i通过簇头中继到达基站的距离，e为0到1之间的常数。