[发明专利]一种基于复杂网络理论的无线传感器网络分组管理方法

摘要

本发明涉及一种基于复杂网络理论的无线传感器网络分组管理方法，属于分布式拓扑管理技术领域。本方法采用了复杂网络理论中的适应度模型，在适应度模型中加入了对节点剩余能量的考虑，在分布式方法的基础上作了改进，经历了链接形成、组头确立、组区域划分的三阶段获得了无线传感器网络较优的拓扑结构，有效地延长了无线传感器网络的生命期。

主权项

一种基于复杂网络理论的无线传感器网络分组管理方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：根据复杂网络理论建立适应度模型，计算无线传感器网络节点i对于未入网节点n的适应度， η ( n , i ) = ( e ( n ) e ( i ) ( e ( n ) ζ + e ( i ) ζ ) 1 ζ ) β / d ( n , i ) λ - - - ( 1 ) 其中，η(n，i)表示无线传感器网络节点i对于未入网节点n的适应度，e(n)、e(i)分别表示未入网节点n和无线传感器网络节点i的当前剩余能量，d(n，i)表示未入网节点n和无线传感器网络节点i的距离，β、λ、ζ都是预设参数，β∈(0，1]，λ∈(0，1]，ζ是自然数，i为无线传感器网络中的任意节点；步骤2：首先建立邻居列表，设置邻居列表中节点最大通信功率，然后由邻居节点广播响应报文，当未入网节点n接收到第一个唤醒报文时，未入网节点n等待τ时间后在所有发送唤醒报文的节点中根据适应度从大到小的顺序选择邻居节点，使未入网节点建立链接关系，直至邻居节点的个数达到预设参数m的值，进入下一步骤，其中，m为小于6的整数；步骤3：确立组头；步骤3‑1：拥有决定权的节点计算并选出下一组头节点；当下一组头节点是拥有决定权节点的邻居节点时，进入步骤3‑2；当下一组头节点不是拥有决定权节点的邻居节点时，拥有决定权的节点向当前下一组头的邻接组头发送决定权转交报文和已确定组头信息，当前下一组头节点的邻接节点发送启动报文至已确定的下一组头；步骤3‑2：判断组头的信息是否能够覆盖全部节点，最终确定组头集合；步骤3‑2‑1：拥有决定权的节点向下一组头发送启动报文和已确定组头信息，所有下一组头节点构成当前组头集合；步骤3‑2‑2：判断组头集合的信号是否能覆盖全部节点，最终确定组头集合；若当前组头集合的信号覆盖全部节点，终止组头选举；若当前组头集合的信号不能覆盖全部节点，寻找当前覆盖域内所有节点权值最大者，将其确定为下一组头；步骤4：已确定的组头以最大功率广播身份报文，已确定组头信号覆盖域内普通节点根据欧几里德距离或接收信号的强弱选择合适组头，并发送归属报文至选定组头。