[发明专利]一种分布式高能效的WSN分簇路由优化方法

说明书

本发明公开了一种分布式高能效的WSN分簇路由优化方法，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。本发明在考虑网络节点剩余能量的基础上，结合簇头节点覆盖范围内节点的数量，考虑基站、簇头和节点的位置，使得节点入簇的方式更为合理，减少了网络整体的能量损耗。理论分析和仿真实验结果表明，改进算法与原算法相比，降低了能量开销，延长了网络生命周期。

技术领域

本发明涉及一种分布式高能效的WSN分簇路由优化方法。

背景技术

近些年来，无线传感器技术已经成为通信和计算机领域新兴的研究热点。由部署在检测区域内的大量传感器节以及基站组成的无线传感器网络(WSN)引起了人们极大的关注。无线传感器网络应用于环境监测、军事、交通运输等方面具有非常明显的优势，其节点具有一定的计算、存储和信息传输等功能，可以通过在待监测区域人工或随机播撒布置大量传感器节点，实时采集所需要的数据信息，通过单跳或者多跳方式传输至基站。

WSN路由算法：路由算法是无线传感器网络技术中的基础和核心，它会根据不同的要求将各个节点采集到的数据信息传递到基站节点。在整个过程中，如何提高网络整体的能量高效性是最为重要的问题之一。

目前，国内外学者提出了许多针对各种不同问题的路由算法，其中分簇路由机制是一种能够降低能量消耗、拓扑管理方便的路由协议，它的成员节点功能相对单一，无需维护较为复杂的路由信息，适用于大规模的网络。它可以将整个无线传感器网络分成若干个簇，每个簇内选择一个节点作为簇头，簇头节点承担中继任务，负责接收簇内其他节点采集的数据和信息进行处理，并将其传输至基站。

2000年Heinzelman提出的LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是WSN第一个分簇路由协议，这也引起了许多学者的浓厚兴趣，自此以后，出现了许多典型的分簇路由协议。如：门限敏感的传感器网络节能算法TEEN(Threshold sensitive EnergyEfficient sensorNetworkprotocol)、分布式能量有效分簇算法DEEC(Distribute EnergyEfficient Clustering Algorithm)以及LEACH的改进算法PEGASIS(Power-EfficientGathering in Sensor Information System)等。LEACH算法中，每个节点随机自主决定是否作为簇头，因此它不能保证簇的合理分布以及簇头的合理选择。TEEN算法提出双门限值降低数据传输量，PEGASIS算法每轮只选择一个簇头与基站通信，这两种路由算法都不十分适合实时应用。

采用的DEEC算法虽然能提高剩余能量较高节点担任簇头的可能性，但它仍然有以下几种缺点：①普通节点进行入簇选择的时候只是单纯的依据接收到的邻近簇头节点的信号强弱；②剩余能量较多的节点并不能重复担任簇头；③选择簇头时并没有考虑到备选簇头覆盖半径内节点的数量，考虑的因素有局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种分布式高能效的WSN分簇路由优化方法，准确对农村电网智能化水平综合评价方法，用较为完善的指标体系对智能农网做完整的分析。

本发明的技术方案：一种分布式高能效的WSN分簇路由优化方法，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；