[发明专利]一种基于DEEC方法的异构无线传感器网络分簇方法

摘要

本发明公开一种基于DEEC方法的异构无线传感器网路的分簇方法，首先节点通过自身的机制得知本轮为第r轮循环，由DEEC算法中给出的计算公式，计算得出该轮节点平均能量，并根据自身的剩余能量和起始能量值计算得到pi，同时基站将传感器网络存活的节点数目发送给每个传感器节点，节点启动邻居节点收集模块，统计邻居节点的数目，节点通过网络存活的节点数目和邻居节点的数目计算得到节点密度。最后，节点由pi和节点密度计算得到簇头判定条件T(si)，节点产生一个随机数值，如果数值小于T(si)，则该节点成为簇头，并执行簇头的任务。本发明提升了异构无线传感器的生命周期，为以后的无线传感器网络建设提出了新的理论依据。

主权项

1.一种基于DEEC方法的异构无线传感器网络分簇方法，其特征在于，该方法包括步骤如下： （1）根据DEEC协议选取簇头： 在式（a）中，S_i表示无线传感器网络中第i个节点，p_i表示节点s_i成为簇头的概率，r表示选举的轮数，G表示如果节点s_i没有在最近的n_i轮中没有当选簇头，则s_i属于G，n_i=1/p_i，p_i的表达式为： 在式（b）中，p_opt是设定的节点成为簇头的标准概率，即如果节点能量相同所有节点成为簇头的概率均为p_opt，N是整个传感器网络中起始节点的总数，E_i(r)指节点s_i在第r轮数时所剩余的能量，表示在第r轮存活节点的平均能量，a_i表示为节点s_i在起始时的能量是基准能量E₀的倍数；在每一轮开始的簇的建立阶段，每个无线传感器节点将根据E_i(r)、计算自身的p_i，然后根据p_i将计算出判定条件T(s_i)，最后无线传感器节点将产生一个介于0到1之间的随机数k，如果k小于T(s_i)，那么该无线传感器节点当选为簇头，如果k大于T(s_i)，该无线传感器节点成为普通节点；（2）在DEEC方法中，p_i的值和节点s_i的能量密切相关，当s_i的能量较大时，T(s_i)的值也会增大，其随机产生的值k小于T(s_i)的概率也会增大，因此能量大的节点将成为簇头节点的概率增加； （3）定义节点S_i的节点密度为： 在式（c）中Neighbor_alive(S_i)表示节点S_i在通信范围内的节点总数，Network_alive表示当前传感器网络存活的节点总数； 如果节点均匀分布在无线传感器网络，其平均节点密度为： 在式（d）中1/p_opt表示无线传感器网络中每个簇所包含的均匀节点数目； 基于上述（c）、（d）节点密度公式，将判定条件T(s_i)的值修改为： 当节点能量较高，其必然会提升的值，T(s_i)的后半段则是由节点的密度决定，当节点密度大于节点均匀密度时，必然大于0，则是大于1的值，当节点密度小于节点均匀密度时，将小于1。