[发明专利]一种无线传感器网络节点分布式聚类方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络节点分布式聚类方法，网络中所有节点进行聚类后，各节点从邻居节点中确认自己的簇头，将具有相同簇头的节点视为一分簇；节点在发送信息时，同一分簇内的非簇头节点将信息发送给簇头节点，簇头节点对接收到的信息进行聚合后发送给上一级的簇头节点，最终信息发送给基站。

2.根据权利要求1所述的聚类方法，所述聚类为周期运行，每个聚类周期分为普通节点聚类阶段、簇头节点聚类阶段和稳定阶段；网络在普通节点聚类阶段和簇头节点聚类阶段完成所有节点的聚类操作，确定自己的簇头节点；当聚类运行一段时间后，聚类周期重新开始，再次重新确定自己的簇头节点。

3.根据权利要求2所述的聚类方法，为在聚类周期开始时，网络中所有节点都设为普通节点状态，开始普通节点聚类阶段，所有节点根据自身编号来确定聚类的次序；在某节点进行聚类时，该节点获取周围邻居节点的信息并进行分析，若邻居节点中无分簇的簇头节点，则建立新的分簇，选择某一节点作为新分簇的簇头节点，并加入新建立的分簇；若邻居节点中有分簇的簇头节点，则确定某一分簇，并加入分簇；普通节点聚类阶段结束后是簇头节点聚类阶段，在簇头节点聚类阶段，所有簇头节点根据周围邻居节点的信息，确定一个上级邻居节点或基站作为所属另一个分簇的簇头节点，并加入该分簇；簇头节点聚类阶段结束后，网络中所有节点都已聚类成簇，网络进入稳定阶段，传感器节点采集数据，并发送给自身的簇头节点，簇头节点再逐级上传至基站。

4.根据权利要求3所述的聚类方法，所述聚类的次序的方法为节点根据自身编号N，在普通节点聚类阶段开始后等待(N-1)*T时间，再开始进行聚类，其中T为单个节点进行聚类所需要的时间。

5.根据权利要求3所述的聚类方法，所述获取周围邻居节点信息的方法为节点广播自己的节点信息，并且接收周围节点的广播信息，以确认自己邻居节点的状态，并进行分析。

6.根据权利要求3所述的聚类方法，所述节点的信息包括节点级别、剩余电量、是否为簇头节点的信息。

7.根据权利要求3所述的聚类方法，所述选择某一节点作为新分簇的簇头节点的方法为节点将自身的剩余电量与邻居节点的剩余电量相比较，选择其中一个剩余电量最多的节点作为新分簇的簇头节点。

8.根据权利要求3所述的聚类方法，所述加入新建立的分簇的方法为节点向新分簇的簇头节点发送含有节点ID的请求包，新分簇的簇头节点在收到请求包后，改变自身状态，成为簇头节点，广播自己新的状态信息，并将请求包中的ID提取出来，加入自己的簇内，并回复应答包；节点在收到新分簇的簇头节点发送的应该包后，确认加入分簇成功，将新分簇的簇头节点设为自身的簇头节点；若节点自身被选为新分簇的簇头节点，则改变状态，成为簇头节点，并广播自己行的状态信息。

9.根据权利要求3所述的聚类方法，所述确定某一分簇的方法为周围邻居节点中存在有分簇的簇头节点，比较各簇头节点的级别及剩余电量，确定级别最低的簇头节点中剩余电量最多的簇头节点所属的分簇为节点待加入的分簇。

10.根据权利要求3所述的聚类方法，所述加入分簇的方法为节点向所确定的分簇的簇头节点发送含有节点ID的请求包，分簇的簇头节点在收到请求包后，将请求包中的ID提取出来，加入自己的簇内，并回复应答包。节点在收到该分簇的簇头节点发送的应该包后，确认加入分簇成功，将该分簇的簇头节点设为自身的簇头节点。

11.根据权利要求3所述的聚类方法，所述确定一个上级邻居节点的方法为簇头节点分析邻居节点的信息，若上一级邻居节点中存在有其它分簇的簇头节点，则选择其中剩余电量最多的簇头节点；若上一级邻居节点中没有其它分簇的簇头节点，则创建新的分簇，选择上一级邻居节点中剩余电量最多的节点作为新分簇的簇头节点。