[发明专利]基于能耗均衡的无线传感器网络分簇方法

权利要求书

1.基于能耗均衡的无线传感器网络分簇方法及基于备份节点的簇内拓扑控制算法,其特征在于如下的方法：

1）确定簇的结构

2）建立簇内传输路径

3）簇与邻簇之间的传输路径

根据权利要求1所述，其特征在于：所述步骤1）中，检测每个节点的能量,设定一个簇头能量阈值β,高于簇头能量阈值β的节点则被认为是簇头节点,每个簇头节点在相邻的簇头节点中选取与自己最近的簇头节点的中垂线为半径形成多个相切的圆,每个圆的范围就是簇头节点所在簇的范围,将簇划分为环半径相等的环带并以相同的角幅度分割出多个扇形从而确定簇中节点传输范围，要求节点以扇形为单位进行数据传输，并且S_i层节点只能向S_i-1层节点传递数据。

2.根据权利要求1所述，其特征在于：所述步骤1）中，在时刻t_n(n∈N)无线传感器网络节点会检测到k(k∈N)个事件,要对这k个事件所要求的能量消耗值进行测试,根据能量消耗值将事件分为3个等级，分别为强消耗级、中消耗级和低消耗级事件,级别越高的事件越要优先调度，对于同一级别的事件先调度能量消耗小的事件,但若在规定时间T之内没有调度下一级事件，则自动转为下一级事件。

3.根据权利要求1所述，其特征在于：所述步骤2）中，以每个扇形为单位，簇中节点在传统的树形拓扑上通过添加备份节点和隐含链接方式建立拓扑结构；每个节点在收纳外环带节点时，将其中一个孩子节点设定为一个备份节点，在备份节点工作时，定期向父节点进行询问，一旦父节点失效则开始执行交接程序，将原父节点剔除，激活隐含连接,生成的备份节点具有自愈特性，在出现节点失效时，网络局部可根据里外环带节点的信息进行自动修复，确保连通性。

4.根据权利要求1所述，其特征在于：所述步骤3）中，选举一个备用簇头帮助工作簇头向汇聚节点进行数据转发，分担工作簇头与汇聚节点通信所消耗的能量，从而延长工作簇头的寿命,工作簇头会在最内环带中将剩余能量最高的节点作为备用簇头,在备用簇头向汇聚节点转发数据的过程中，监测每个备用簇头需要发送信息所要消耗的能量并将能量消耗值作为权，使用最短路径算法，将汇聚节点作为源节点依次查找权最小的下一个节点，最终得出能耗均衡最优路径。