[发明专利]簇头选举方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质

说明书

本公开提供一种簇头选举方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质，其中，所述方法包括：分别计算所有节点各自成为簇头节点的概率；基于所有节点各自成为簇头节点的概率，计算所有节点各自的簇头选举阈值；以及，基于所有节点各自产生的随机数，从所有节点中筛选出所产生的随机数小于其簇头选举阈值的节点作为簇头节点。本公开实施例基于节点成为簇头节点的概率计算其簇头选举阈值，然后基于节点的簇头选举阈值选择簇头节点，可以有效达到均衡网络中能量，延长网络的生存时间。

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种簇头选举方法、一种簇头选举系统、一种终端设备以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

无线传感器网络中节点的能量对于网络的连通性非常重要，如何均衡网络能耗成为了无线传感器网络中研究的重点，而成簇作为节约网络能量的有效方法之一，在一个簇内，簇头的主要功能是收集簇内信息并将其传输到基站，因此，在成簇算法中簇头的选择是关键。

目前常用的簇头选择方案主要包括低功耗自适应簇头选择方案和中心化簇头选择方案。其中低功耗自适应簇头选择方案的基本思想是根据网络中节点产生的随机数与系统阈值比较来选择簇头，该方式由于没有考虑节点的剩余能量，有可能会使剩余能量低的节点成为簇头，从而导致剩余能量低的节点过早死亡，影响网络的连通性；而中心化簇头选择方案的基本思想是利用基站来管理节点，让剩余能量高的节点成为簇头，该方式的缺点是可能导致簇头在整个网络中分布不均。

当前的簇头选择方案要么可能使剩余能量低的节点成为簇头，导致节点过早死亡，要么使簇头在整个网络中分布不均。基于上述问题，提出一种可以有效均衡网络能量的簇头选择方法是目前亟待解决的问题。

发明内容

本公开提供了一种簇头选举方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质，以至少解决上述问题。

根据本公开实施例的一方面，提供一种簇头选举方法，包括：

分别计算所有节点各自成为簇头节点的概率；

基于所有节点各自成为簇头节点的概率，计算所有节点各自的簇头选举阈值；以及，

基于所有节点各自产生的随机数，从所有节点中筛选出所产生的随机数小于其簇头选举阈值的节点作为簇头节点。

在一种实施方式中，所述分别计算所有节点各自成为簇头节点的概率，包括：

分别计算所有节点各自的剩余能量率、所有节点各自与基站之间的距离因子及所有节点各自与目标节点的距离因子；以及，

基于所有节点各自的剩余能量率、所有节点各自与基站之间的距离因子及所有节点各自与目标节点的距离因子，计算所有节点各自成为簇头节点的概率。

在一种实施方式中，分别计算所有节点各自的剩余能量率，包括：

分别获取所有节点各自的剩余能量、所有节点各自的邻居节点个数及其各个邻居节点的剩余能量；以及，

基于所有节点各自的剩余能量、所有节点各自的邻居节点个数及其各个邻居节点的剩余能量，计算所有节点各自的剩余能量率。

在一种实施方式中，所述计算所有节点各自的剩余能量率，根据以下公式得到：

式中，E_avg(s_i)表示节点Si的剩余能量率，E(s_i)表示节点Si的剩余能量，E(s_j)表示节点Si的邻居节点Sj的剩余能量，n'表示节点Si的邻居节点个数；

所述计算所有节点各自成为簇头节点的概率，根据以下公式得到：