[发明专利]一种多智能体系统的自主分簇控制方法和装置

权利要求书

1.一种多智能体系统的自主分簇控制方法，其特征在于，包括：

将环境监测模块部署在室内监测区域内，使用环境监测模块对室内环境进行监测记录，并将监测所得的室内环境参数通过智能网关发送至智能家居监控平台；

智能家居监控平台获取到环境监测模块发送的室内环境参数，并对室内环境参数进行处理，分析数据判断当前的室内环境状态，并根据当前的室内环境状态控制智能家居设备的开启和关闭；

在用户终端安装智能家居相关APP软件，智能家居监控平台通过通讯模块将当前的室内环境参数和智能家居设备的工作状态发送到用户终端APP软件，以便用户查收。

2.如权利要求1所述的多智能体系统的自主分簇控制方法，其特征在于，所述环境监测模块由部署在室内监测区域内的传感器节点组成，包括温度传感器、二氧化碳传感器、烟雾传感器、PM2.5监测传感器、湿度传感器、甲醛传感器、灰尘传感器。

3.如权利要求1所述的多智能体系统的自主分簇控制方法，其特征在于，所述环境监测模块采用一种基于权值的分簇路由算法将无线传感器网络划分为许多簇，在簇形成时，依概率在无线传感器网络中选取部分传感器节点成为候选簇头，从候选簇头内选取主要簇头，具体包括：

(1)对候选簇头竞争半径内的各个候选簇头进行权值计算，设候选簇头CH_i对应的权值为当候选簇头CH_i为可自动充电的传感器节点时，则/的计算公式为：

式中，表示候选簇头CH_i的能量值，/表示候选簇头CH_i的初始能量值，/表示候选簇头CH_i在下一个能量采集周期内获得的能量值，/表示候选簇头CHi的节点密度，M_max表示网络中的最大节点密度；

当候选簇头CH_i为普通传感器节点时，则的计算公式为：

式中，表示候选簇头CH_i的能量值，/表示候选簇头CH_i的初始能量值；

(2)选取候选簇头竞争半径内权值最大的候选簇头为簇头。

4.如权利要求3所述的多智能体系统的自主分簇控制方法，其特征在于，所述当簇头选取完成后，对各个簇内的传感器节点数进行限制，设Sj为簇头，则其簇内的传感器节点数目不超过阈值的表达式为：

式中，dmax和dmin分别表示各个簇头到基站距离的最大值和最小值，表示簇头节点Sj到基站的距离，c表示调节参数，T0表示设置的簇内传感器节点数目的初始值。

5.如权利要求1所述的多智能体系统的自主分簇控制方法，其特征在于，所述环境监测模块还采用了基于加权优化树的WSN分簇路由算法，具体如下：

(1)根据节点的剩余能量、可用内存、相邻节点的距离、信道质量设定数据传输代价，并以此为基础对树型拓扑结构进行加权优化，并分布式地在簇内创建树型网络拓扑结构，设计出WOTC路由算法；

(2)区域的划分：考虑节点分布的密集程度，动态对监测区域进行划分，依据便是区域中节点的密集度；首先将监测区域分为四个相同的正方形区域来覆盖全部区域，并进行标号；汇聚节点在监测区域的中心位置；

(3)邻居表建立：首先位于监测区域中心的汇聚节点会以可以覆盖整个监测区域的功率向网络中的节点发送测试报文，然后区域中的各个节点根据接受到的报文功率的大小及方向确定自己距离基站的距离及自身所处的区域；

(4)簇内生成树结构的建立：在节点邻居表完成后，便开始生成树的建立；此时各区域中的节点会首先选取簇头，然后计算节点间的数据传输代价。