[发明专利]一种异质传感网中能量高效的组网方法

权利要求书

1.一种异质传感网中能量高效的组网方法，其特征在于，所述方法包括分簇结构的形成和路由的形成，分簇结构包含簇首节点与普通节点的区分和通过适应值半径合理调整簇规模的大小；路由的形成能够得到全局节点的路由信息表；

为便于描述，假设给定监测区域I，以数据的汇聚中心Sink为中心o点，依次向外将I划分为共计M个准等间距的同心圆环，监测区域内的任意点同心圆环的编号c_k：

其中c₀圆半径为R_o，其余环间距为R_k，设定R_k＝R_o/2，表示任意点与中心Sink点之间的距离；

随机异构传感器节点μ＝{μ_i(x_i,y_i)|i＝1,2,...,N}随机部署在I内，(x_i,y_i)表示节点的位置信息，节点μ的初始能量E＝{E_i|i＝1,2,...,N}和初始半径r＝{r_i|i＝1,2,...,N}满足E_i∈[E_min,E_max]和r_i∈[r_min,r_max]；以环间距离的最大跨度为参考，节点的通讯半径r_i满足r_min≥2R_k＝R_o；初始全部节点皆为普通节点，当选簇首之后该节点成为簇首节点；

分析单跳通信与多跳通信的能耗占比，确定c₀圆范围内簇首节点与Sink节点之间采用单跳通信的方式，其余监测区域内簇首节点到Sink节点采用多跳通信的方式；

基于邻居信息以及各节点自身剩余能量E_i进行簇首选举并确定簇的结构规模，采用基于能效的自适应簇规模组网模式，在满足通信距离的同时缩小簇的物理半径，使得节点的单跳通信距离短小且有效；其中，所述邻居信息包括邻居节点的数量以及邻居节点的剩余能量；定义簇首的选举公式如下：

W(i)表示节点μ_i成为簇首的配重价值，值越高则越容易当选簇首；调节参数α、β用来调整节点μ_i的可达节点集以及其自身剩余能量E_i对簇首选举的影响程度，存在α+β＝1；表示节点μ_i关于适应值半径范围内可达节点集内的邻居节点数量；|T_N(μ_i,r_i)|表示节点μ_i关于通信半径r_i范围内最大可达节点集内的邻居节点数量，E_max为节点μ_i初始能量的最大值；节点的适应值半径为：

节点μ_i的适应值半径为受所在c_k影响的动态通信范围，动态的调整簇规模的大小，其中γ为调节参数，且γ∈[0,1]。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇首节点与普通节点的区分，包括：

μ_j为监测网络内c_o圆外的任意节点，对任意节点若满足W(j)＞W(i)，则节点μ_j当选为簇首；

当选节点μ_j广播一条簇首消息Message_header(u_j,E_j)；普通节点μ_i收到消息Message_header(u_j,E_j)后，在其通信半径r_i范围内选择距离最近的簇首进行入簇。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，普通节点μ_i在其通信半径r_i范围内选择距离最近的簇首加入，对于具有相同距离的多个簇首，普通节点μ_i优先加入具有自身剩余能量高的簇首的簇；普通节点μ_i根据RSSI信号强度判断通信半径r_i范围内各簇首的距离远近。