[发明专利]一种基于通信节点的WSN自主聚类分簇路由方法

说明书

一种基于通信节点的WSN自主聚类分簇路由方法，涉及一种网络通信方法，所述方法包括以下制备过程：首先选择出网络中通信节点，然后利用通信节点来选择簇头，对网络进行合理的分簇，并根据簇头间接触概率再次进行聚类，以减轻簇头不必要的负载，然后以通信节点为链首簇头节点为链节点形成链状路由，最后对传输路径进行加权优化，采用多跳传输方式进行数据传输；采用通信节点进行中继，实现多跳数据传输，设计出MFACR路由方法，优化了多跳传输的局部最优路径构造方法，减少了簇首的负担。此方法减少了多跳路径传输过程中节点的能量消耗，稳定传输阶段能量消耗得到了优化。

技术领域

本发明涉及一种网络通信方法，特别是涉及一种基于通信节点的WSN自主聚类分簇路由方法。

背景技术

由于传感器能耗问题亟待解决，所以提出一种最大化网络生存期的节能路由协议是许多人关注的焦点。在减少能耗方面，聚类是一种非常有效的方法，可以增加网络节点的生存时间和增强网络扩展性。但现有的聚类过程中，簇头节点的位置和邻居节点的数目没有被仔细考虑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于通信节点的WSN自主聚类分簇路由方法，本发明通过结合节点的剩余能量、簇头和基站之间的距离以及邻居节点的数目等因素来优化路由节点的选择，采用通信节点进行中继，实现多跳数据传输，设计出MFACR路由方法，优化了多跳传输的局部最优路径构造方法，减少了簇首的负担。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于通信节点的WSN自主聚类分簇路由方法，所述方法包括以下制备过程：

首先选择出网络中通信节点，然后利用通信节点来选择簇头，对网络进行合理的分簇，并根据簇头间接触概率再次进行聚类，以减轻簇头不必要的负载，然后以通信节点为链首簇头节点为链节点形成链状路由，最后对传输路径进行加权优化，采用多跳传输方式进行数据传输；

包括以下步骤：

MFACR路由方法过程，无线传感器网络首先执行初始化过程，然后将监测区域划分为单跳和多跳传输区域，接着再按轮次进行工作；

协议初始化，在初始化期间，节点利用RSSI计算与基站距离，初始化过程结束后，开始进入轮的操作；

通信节点选取，首先按规则进行通信节点的选取，然后由通信节点选择簇首，进而形成链状路由，通信节点作为多跳传输的中继节点，同时负责选择簇首；

通信节点轮换，设置动态能量阈值E来避免频繁地更换簇首造成的能量消耗；

成簇过程，簇间路由建立，在二次聚类阶段完成后，在外部区域会以通信节点为基准进行小范围进行成链操作，并形成区域网络结构，通信节点即为链首。内部区域中的节点不进行成链操作。

所述的一种基于通信节点的WSN自主聚类分簇路由方法，所述成簇过程包括：

1)成簇阶段，簇首将由通信节点在聚类阶段选择；

2）二次聚类，在两个簇重叠区域的节点中，选取剩余能量大且节点与两个簇之间的距离之和较小的节点作为两个簇的内部网关节点，此网关节点会在两个簇之间建立一个桥梁，控制簇内的数据传输，并且规定进行自主聚类的簇数目最大为三，当自主聚类完成之后就会形成一个新的簇。

本发明的优点与效果是：

本发明基于通信节点自主聚类的路由方法MFACR，根据传输方式不同将监测区域分为不同区域，引入通信节点作为多跳传输的中继节点，负责该区域簇首的选择。在簇首选择时考虑剩余能量、传输距离等多个关键因素，使选举过程更加合理高效。在成簇完成后，对于重叠度较高的簇会根据位置重新进行聚类，最终形成局部最优路径，此方法减少了多跳路径传输过程中节点的能量消耗，稳定传输阶段能量消耗得到了优化。

附图说明