[发明专利]一种面向无线传感器网络能量转化分簇控制方法

权利要求书

1.一种面向无线传感器网络能量转化分簇控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，利用机器学习的K-均值分簇技术创建二级分簇网络拓扑结构，根据二级分簇网络拓扑结构，分别计算该二级分簇网络拓扑结构中每个网络分簇的簇头节点对应的虚拟簇成员节点的数量；

步骤S2，根据所述二级分簇网络拓扑结构中所有实际簇成员节点与所有所述虚拟簇成员节点的数量之和，计算该二级分簇网络拓扑结构中每个网络分簇的平均簇成员节点的数量；以及

步骤S3，所述二级分簇网络拓扑结构中每个实际簇成员节点根据与各个簇头节点之间的通信距离，加入各个网络分簇，且每个网络分簇的簇成员节点的数量不超过所述平均簇成员节点的数量；

所述步骤S1包括：

根据公式(1)计算获得每个所述簇头节点对应的虚拟簇成员节点的数量：

n_p＝E_tx(l,d(v_c,p,v₀))/E_rx(l) (1)

其中，n_p表示第p个网络分簇的虚拟簇成员节点的数量，p＝1,2,…,P，P表示二级分簇网络拓扑结构中网络分簇的数量，E_tx(l,d(v_c,p,v₀))表示第p个网络分簇的簇头节点v_c,p的发送能量消耗，l表示被传输的数据报文大小，d(v_c,p,v₀)表示第p个网络分簇的簇头节点v_c,p与基站v₀之间的通信距离，E_rx(l)表示第p个网络分簇的簇头节点v_c,p的接收能量消耗；

所述步骤S2包括：

根据公式(2)计算每个所述网络分簇的平均簇成员节点的数量

其中，Q表示二级分簇网络拓扑结构中实际簇成员节点的数量，p表示网络分簇的序数，P表示二级分簇网络拓扑结构中网络分簇的数量。

2.根据权利要求1所述的面向无线传感器网络能量转化分簇控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：每个所述实际簇成员节点对自身与各个所述簇头节点之间的通信距离进行排序，并且加入与自身通信距离最小的簇头节点所在的网络分簇，直至所有所述实际簇成员节点加入一个网络分簇为止。

3.根据权利要求2所述的面向无线传感器网络能量转化分簇控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：若所述实际簇成员节点优先选择的簇头节点所在的网络分簇的簇成员节点的数量已达到平均簇成员节点的数量，则该实际簇成员节点选择加入与自身通信距离次小的簇头节点所在的网络分簇。