[发明专利]一种分层的基于粒子群优化的无线传感器网络分簇路由方法

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种分层的基于粒子群优化的无线传感器网络分簇路由方法，所述方法包括：步骤S1：对传感器节点进行分层和分段；步骤S2：使用分段和分层后的传感器节点获取原始信号；步骤S3：传感器节点通过路由方式将原始信号进行压缩并且传输到汇聚节点，所述汇聚节点接收经过压缩的原始信号并且进行处理，恢复出原始信号。本发明使传感器网络的整体能耗更为平衡，延长节点存活生命周期。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种分层的基于粒子群优化的无线传感器网络分簇路由方法。

背景技术

传感器网络，是由许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络，这些装置使用传感器协作地监控不同位置的物理或环境状况(比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物)。无线传感器网络的发展最初起源于战场监测等军事应用。而现今无线传感器网络被应用于很多民用领域，如环境与生态监测、健康监护、家庭自动化、以及交通控制等。传感器网络技术诞生至今不过几十年的时间，便已得到了美国之外欧洲、中国和日韩等国的重视和关注，目前其发展前沿也在不断延伸。总体说来，大致可以将其发展趋势划分为两大类：其一是设计用于完成特殊任务的无线传感器网络，例如无线多媒体传感器网络和无线传感执行网络。其二是设计用于特殊应用环境下工作的无线传感器网络，例如水下环境和地下环境。传感器网络系统通常包括分布式传感器节点(sensor)、汇聚节点(sink node)。在传感器网络中，多个分布式传感器节点通过各种方式随机部署在监测区域内部或附近，以协作的方式感知、采集和处理网络覆盖区域中特定的信息，可以实现对任意地点信息在任意时间的采集，处理和分析。传感节点之间可以相互通信，大量传感器节点能够通过自组织方式构成网络，将监测到的信号通过一定的路由方式传输到最上层中心处的汇聚节点。在传输过程中监测信号可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，汇聚节点对接收到的信号进行融合分析，通过压缩感知恢复算法将压缩传输的信号恢复出原始的信号。

现有的传感器网络传输技术一般存在能量消耗高，恢复误差大，节点存活生命周期短等问题。究其原因有：(1)传统的传感器网络采取随机选择开启节点的路由方式，没有对网络整体传输情况进行考虑，最终生成的测量矩阵未必能达到优良效果；(2)传统的传输技术进行信号传输的节点预选取时，缺乏对最终信号恢复效果的衡量；(3)传统的三维较大的传感网络中只考虑了每个节点的能量消耗，而忽略了网络整体的能量消耗均衡情况，网络中不同位置的节点所需负载的传输任务不均衡，负载较大的区域会先有大量节点死亡导致网络失效。因此，目前亟需一种使传感器网络的整体能耗更为平衡，节点存活生命周期更为长久的无线传感器网络分簇路由方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种分层的基于粒子群优化的无线传感器网络分簇路由方法，该方法使传感器网络的整体能耗更为平衡，延长节点存活生命周期。

本发明采取的技术方案是：

一种分层的基于粒子群优化的无线传感器网络分簇路由方法，所述方法包括：

步骤S1：对传感器节点进行分层和分段；

步骤S2：使用分段和分层后的传感器节点获取原始信号；

步骤S3：传感器节点通过路由方式将原始信号进行压缩并且传输到汇聚节点，所述汇聚节点接收经过压缩的原始信号并且进行处理，恢复出原始信号。