[发明专利]一种无线传感器网络最大聚集度分簇方法

摘要

本发明提出一种无线传感器网络最大聚集度分簇方法，优先选取聚集度大的节点作为簇头，减少网络中簇头的比例，增强簇头进行数据融合的效果。分簇开始时，所有节点同步启动一个簇头计时器，计时长度和节点的聚集度成反比，聚集度大的节点的计时器将率先超时，发送簇头消息，成为簇头节点。当节点收到簇头发送的消息后停止簇头计时器，选择加入该簇，成为簇员节点。本发明避免了在邻居节点之间进行聚集度的比较，从而有效地减少了计算复杂度和分簇过程中的通信次数；避免了现有技术在节点密度分布不均匀情况下出现大量节点单独成簇的缺陷；采用了分轮分簇机制和能量阈值动态调整，有效地实现了网络的负载均衡，提高了系统的能量效率，延长了网络生存时间。

主权项

1.一种无线传感器网络最大聚集度分簇方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、设置分簇轮数R_c=0，节点相互广播路由消息，并根据接收到的路由消息计算出归一化聚集度A；步骤2、一轮分簇开始时，所有的节点（汇聚节点除外）均为未决节点，并同步启动一个簇头计时器，如果节点的剩余能量大于阈值能量E_th，则设置计时长度否则设置计时长度T_c=T_max，其中T_max是最大簇头计时长度；步骤3、当某个未决节点的簇头计时器到达时，则该节点成为临时簇头节点，把簇员数C_m清零，向邻居节点广播簇头消息，然后启动一个簇头确认计时器，计时长度T_f=T₁+T₂·R₁，其中R₁是一个在区间[0,1]上均匀分布的随机变量，T₁，T₂均为系统预设值，T₁>0,T₂>0;步骤4、当某个未决节点收到节点X发送的簇头消息时，则该节点成为普通簇员节点，立即停止簇头计时器并将节点X标记为自己的簇头，然后启动一个簇员计时器，计时长度T_m=T₁·R₂，其中R₁是一个在区间[0,1]上均匀分布的随机变量；步骤5、当某个簇员节点的簇员计时器到达时，向其簇头发送一条加入消息；步骤6、当某个临时簇头节点收到加入消息，把C_m加1；步骤7、当某个临时簇头节点的簇头确认计时器到达时，如果C_m=0并且曾接收到过其它临时簇头节点发送的簇头消息，则成为普通簇员节点，选择聚集度最大的临时簇头作为自己的簇头并立即向该临时簇头发送加入消息；步骤8、当某个临时簇头节点的簇头确认计时器到达时，如果C_m>0,则该节点成为最终簇头节点；步骤9、一轮分簇完成，所有节点（汇聚节点除外）被划分为最终簇头节点和普通簇员节点，将分簇轮数R_c加1。