[发明专利]无线传感器网络分簇路由方法及装置、存储介质和终端在审

专利信息
申请号: 202310417820.X 申请日: 2023-04-18
公开(公告)号: CN116600365A 公开(公告)日: 2023-08-15
发明(设计)人: 郑敏;谭冲;刘洪;李慧 申请(专利权)人: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
主分类号: H04W40/32 分类号: H04W40/32;H04W40/02;H04W40/10;H04W40/20;H04W84/18;G06F18/23213;G06N3/126
代理公司: 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 代理人: 牛莎莎
地址: 200050 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 无线 传感器 网络 路由 方法 装置 存储 介质 终端
【权利要求书】:

1.一种无线传感器网络分簇路由方法,包括:

获取待分簇无线传感器网络;

基于生物地理学优化算法从所述待分簇无线传感器网络中筛选出初始簇首节点集合,将所述初始簇首节点集合中簇首作为初始聚类中心,基于预设聚类算法从所述待分簇无线传感器网络中筛选出最优簇首节点集合;

基于所述最优簇首节点集合中的簇首节点,对所述待分簇无线传感器网络中的非簇首节点进行分簇,获取多个簇;

基于遗传算法获取所述最优簇首节点集合中所有簇首节点到基站的最优传输路径,所述最优簇首节点集合中所有簇首节点基于所述最优传输路径将节点数据传输至所述基站。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于生物地理学优化算法从所述待分簇无线传感器网络中筛选出初始簇首节点集合包括:

以所述待分簇无线传感器网络任意簇首与非簇首设计方案作为栖息地,随机生成第一预设个数的初始栖息地;

计算每个所述初始栖息地的栖息地适宜指数,基于所述栖息地适宜指数从大到小的顺序从所有所述初始栖息地中筛选出第二预设个数的所述初始栖息地作为精英栖息地,并将剩下所述初始栖息地作为待修正栖息地;

分别对所有所述待修正栖息地进行迁移操作和变异操作,以获取对应的修正后栖息地,将迭代次数加1,并判断所述迭代次数是否大于预设迭代阈值,若是则从所有所述精英栖息地和所有所述修正后栖息地中筛选出栖息地适宜指数最大的栖息地作为目标栖息地,并将所述目标栖息地的簇首节点集合作为初始簇首节点集合,否则将所有所述精英栖息地和所有所述修正后栖息地均作为新的初始栖息地,重新计算每个所述初始栖息地的栖息地适宜指数,并实现对所有所述待修正栖息地的迁移操作和变异操作;

其中,所述迭代次数初始值为1。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,对所述待修正栖息地进行迁移操作包括:

将所述待修正栖息地作为选定栖息地,计算所述选定栖息地的迁入率;

通过预设随机概率生成方式为所述选定栖息地第x个传感器节点生成随机概率,判断所述随机概率是否小于所述选定栖息地的迁入率,若是则对所述选定栖息地第x个传感器节点进行迁移操作,获取新的选定栖息地,当获取新的所述选定栖息地或所述随机概率不小于所述选定栖息地的迁入率时,将x加1,并判断x是否大于所述选定栖息地中传感器节点数,若是则将当前新的所述选定栖息地作为迁移后栖息地,否则重新通过预设随机概率生成方式为所述选定栖息地第x个传感器节点生成随机概率,并实现所述选定栖息地第x个传感器节点的迁移操作;

其中,对所述选定栖息地第x个传感器节点进行迁移操作包括:从除所述选定栖息地外的所有所述待修正栖息地中筛选出迁移目标栖息地,将所述选定栖息地第x个传感器节点的簇属性与所述迁移目标栖息地第x个传感器节点的簇属性进行对调,获取对调后的选定栖息地和对调后的迁移目标栖息地,选取所述选定栖息地和所述对调后的选定栖息地中栖息地适宜指数高的作为新的所述选定栖息地,并选取所述迁移目标栖息地和所述对调后的迁移目标栖息地中栖息地适宜指数高的代替所述迁移目标栖息地,x的初始值为1,所述簇属性包括簇首节点属性和非簇首节点属性。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,对所述待修正栖息地进行变异操作包括:

计算所述待修正栖息地的突变概率;

通过预设随机概率生成方式为所述待修正栖息地中第y个传感器节点生成随机概率,判断所述随机概率是否大于所述待修正栖息地的突变概率,若是则修改所述待修正栖息地第y个传感器节点的簇属性,得到修改后的栖息地,并选定所述待修正栖息地和所述修改后的栖息地中栖息地适宜指数高的作为新的所述待修正栖息地,当获取新的所述待修正栖息地或所述随机概率不大于所述待修正栖息地的突变概率时,将y加1,并判断y是否大于所述待修正栖息地中传感器节点数,若是则将当前新的所述待修正栖息地作为突变后栖息地,否则重新通过预设随机概率生成方式为所述待修正栖息地中第y个传感器节点生成随机概率,并实现所述待修正栖息地第y个传感器节点的突变操作;

其中,y的初始值为1。

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