[发明专利]一种基于多重幻方的无线传感网络分簇方法及系统

权利要求书

1.一种基于多重幻方的无线传感网络分簇方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1，初始化无线传感网络；

步骤2，通过分簇算法将无线传感网络进行分簇；

步骤3，构建无线传感网络的网络拓扑图；

步骤4，计算出网络拓扑图中每个簇头节点到汇聚节点通信的最短路径，并计算最短路径中各个簇头节点之间通信路径的传输时延或者信号强度的值构成通信权值序列；

步骤5，从基站或汇聚节点开始进行深度优先搜索遍历簇头节点构建网络拓扑图的DFS生成树，获取DFS生成树的树高，DFS生成树的根节点为基站或汇聚节点，叶子结点为各簇头节点；

步骤6，将DFS生成树的树高作为阶数N，生成N阶幻方，将N阶幻方的行、列、对角线上的数值分别组成2N+2个幻方序列；

步骤7，依次计算各个通信权值序列分别与所述2N+2个幻方序列的皮尔逊相关系数；

步骤8，选取大于0的皮尔逊相关系数对应的通信权值序列所对应的最短路径作为路由路径更新路由表。

2.根据权利要求1所述的一种基于多重幻方的无线传感网络分簇方法，其特征在于，在步骤1中，初始化无线传感网络的方法为：在一个待测区域中均匀的随机部署无线传感网络，所述无线传感网络包括多个均匀随机分布的传感器节点和至少一个汇聚节点，传感器节点为普通的节点，用于采集物理量数据，物理量数据包括温度、湿度、压力；汇聚节点用于接收传感器节点传输的数据并传输数据到基站。

3.根据权利要求2所述的一种基于多重幻方的无线传感网络分簇方法，其特征在于，在步骤2中，通过分簇算法将无线传感网络进行分簇，所述分簇算法包括但不限于Heed分簇算法、Leach分簇算法；无线传感网络通过LEACH或HEED算法进行分簇后，无线传感网络分为三个部分组成，多个普通传感器节点、至少一个汇聚节点和多个簇头节点，其中普通传感器节点为普通的无线传感网络节点，用于采集物理量数据；簇头节点由LEACH或HEED算法从普通的无线传感网络节点中簇区竞选得到；汇聚节点用于接收由簇头节点的数据并传输到基站中。

4.根据权利要求3所述的一种基于多重幻方的无线传感网络分簇方法，其特征在于，在步骤3中，构建无线传感网络的网络拓扑图，将无线传感网络数据传输的路由链路和普通传感器节点、汇聚节点和簇头节点构成网络拓扑图，所述网络拓扑图为无环图，网络拓扑图的节点为普通传感器节点、汇聚节点和簇头节点；网络拓扑图的边为普通传感器节点、汇聚节点和簇头节点之间的通信路径。

5.根据权利要求4所述的一种基于多重幻方的无线传感网络分簇方法，其特征在于，在步骤4中，计算出网络拓扑图中每个簇头节点到汇聚节点的最短路径的方法包括但不限于Dijkstra算法和Floyd算法。