[发明专利]一种基于能量供给的混合式能量中心簇方法

权利要求书

1.一种基于能量供给的混合式能量中心簇方法，其特征在于，包括：

确定无线传感网络监控区域，节点个数及节点初始能量；

对无线传感网络进行分层，确定每个节点所在的层次；

计算首轮每个节点的初始等级值，将首轮每个节点的初始等级值与阈值比较，确定预期簇头的集合；

根据无线传感网络中节点个数、区域长度及预期簇头距基站的平均距离，确定无线传感网络中成簇的个数，结合各预期簇头的部署位置、首轮节点的初始等级值选定首轮的簇头集合，再根据节点加入最近簇头的原则，完成分簇；

计算首轮节点的初始等级值公式如下：

式中：d_avg(i)表示节点i与周围节点的平均距离；E_res(i)表示节点i的剩余能量值；NL(i)表示节点i所覆盖的节点个数；α表示权重值；E_init(i)表示节点i的初始能量值；rank(i,1)表示首轮节点的初始等级值；

保持簇内成员不变并计算簇内成员节点的簇内等级值，选取簇内等级值最大的节点作为新簇头；

计算当前新簇头节点的周围簇头节点的转发度等级值，选取转发度等级值最大所对应的簇头为转发节点，并确定传输路径。

2.根据权利要求1所述的一种基于能量供给的混合式能量中心簇方法，其特征在于，确定无线传感网络监控区域，节点个数及节点初始能量具体包括：

选取大小为100×100m²的区域作为无线传感网络的监控区域，其中里面随机部署了1000个节点用于周围环境的检测，所有节点的初始能量均为1000J，且所有节点和基站的位置均是固定的。

3.根据权利要求1所述的一种基于能量供给的混合式能量中心簇方法，其特征在于，将无线传感网络划分N层，确定每个节点所在的层次，公式如下：

式中：n_i表示节点i距离基站BS的跳数；n₁,n₂,…,n_N-1表示各个层次的分界值；N_i表示每个节点所在的层次。

4.根据权利要求1所述的一种基于能量供给的混合式能量中心簇方法，其特征在于，所述阈值的公式如下：

当首轮节点的初始等级值小于阈值时，则不是预期簇头；否则，是预期簇头；式中：rank₀表示阈值；Q表示节点个数。

5.根据权利要求1所述的一种基于能量供给的混合式能量中心簇方法，其特征在于，确定无线传感网络中成簇的个数的公式如下：

式中：Q表示网络中节点个数；M表示区域长度；d_avg(CH,BS)表示预期簇头距基站的平均距离；clusters表示无线传感网络中成簇的个数。

6.根据权利要求1所述的一种基于能量供给的混合式能量中心簇方法，其特征在于，计算簇内成员节点的簇内等级值，公式如下：

当r＞1时，根据簇中成员节点的簇内等级值，取最大值所对应的节点为新簇头；式中：r表示簇头选举的轮次，r＞1；ε表示一个随机正数；E_max(i)表示节点i能量的最大值；E_EH(i,r)表示节点i在前(r-1)轮次中能量供给的总值；E_res(i)表示节点i的剩余能量值；D_avg(i)表示簇内平均距离；NL(i)表示覆盖的节点个数；表示已被选为簇头的次数。