[发明专利]一种基于WSN的水域监测通信方法

摘要

本发明公开了一种基于WSN的水域监测通信方法，该方法为：在簇的形成阶段，计算节点的剩余能量信息，让剩余能量最大的节点担任簇头节点的概率变大。簇头选择结束以后，每个普通节点根据距离就近原则选择加入簇，成为簇内成员节点，其中一些成员节点与sink节点距离很近，就让这些节点直接和sink节点完成数据的交换，最后，正常进行数据的传输。本发明对水域监测通信性能进行优化，有效降低了网络的能量消耗，提高了网络的生命周期，延长了水域监测系统的工作寿命。

主权项

1.一种基于WSN的水域监测通信方法，其特征在于：该方法为：无线传感器网络活动节点的能耗主要由数据的收发能耗和数据处理能耗组成，节点发送kbits数据的能耗P_s(k)表示为：P_s(k)＝E_elec×k+E_amp×d^γ×k  (2)节点接收kbits数据的能耗P_R(k)为：P_R(k)＝E_elec×k  (3)节点分析和处理kbits数据的能耗E_cpu(k)为：P_cpu(k)＝E_cpu×k  (4)其中，k为数据包的二进制长度，E_elec(nJ/bit)为射频电路的能耗系数，E_amp(nJ/bit/m²)为电路的放大器能耗系数，d为发送距离，γ为信号衰减指数，取值为2或4；设n个节点均匀分布在源节点和目标节点，相邻节点间距为d_1hop，源节点采用多跳通信方式将长度为k的数据包发送至目标节点，其总能耗为：其中，d_tot为源节点到目标节点的总距离，是获得等于或大于的整数的函数，由式(5)知，以能耗最低为目标的最优单跳距离为：式(6)最优单跳距离d_opt是由节点的物理参数(E_elec，E_cpu，E_amp，γ)决定的，节点通信的单跳距离应满足d_opt≤d_1hop＜d_tot。