[发明专利]一种无线传感器网络非均匀分簇节点调度方法

说明书

本发明公开了一种无线传感器网络非均匀分簇节点调度方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、非均匀分簇簇首的选举以及完成非均匀分簇；步骤2、在步骤1完成非均匀的分簇后，在簇内查找冗余节点，并关闭冗余节点使冗余节点进入休眠状态；步骤3、在完成步骤2冗余节点的调度休眠后，活动节点进入稳定工作状态；步骤4、在步骤3中活动节点工作完成之后，对簇内节点角色与状态进行调整；步骤5、在步骤4的节点角色与状态调整完之后，将循环执行步骤3、步骤4，直至所有节点能量消耗完。本发明一种无线传感器网络非均匀分簇节点调度方法，将非均匀分簇与冗余节点调度相结合，使得各节点的能量消耗比较均衡，有效的延长了网络的生命周期。

技术领域

本发明属于无线传感器网络技术领域，涉及一种无线传感器网络非均匀分簇节点调度方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)节点的能量、资源、通信能力十分有限，如何利用节点能量设计高效的节点调度算法提高网络寿命成为当前无线传感器网络研究的关键问题。

早在2000年，Heinzelman W提出了第一个针对WSN设计的低功耗自适应分簇路由协议LEACH，该算法将网络的负载分配到每个节点上，从而降低单个节点能量消耗，提高网络生存时间，但LEACH协议没有考虑簇首分布不均以及节点剩余能量等问题。LEACH的改进协议很多，例如，采用集中式的簇首产生算法，根据全局信息挑选簇首，有效控制簇首的数量和位置，同时考虑剩余能量。LAECH协议及其改进算法虽然有效延长网络生命周期，但存在簇间能量消耗不均衡的问题，离汇聚节点远的簇首仍然具有较大的能耗。

针对簇间能量消耗不均衡等问题，国内外研究人员采用非均匀分簇策略来平衡簇首的能量消耗。EECS方法为了均衡簇首能量消耗，普通节点在选择簇首时不仅要考虑自身离簇首的距离，而且要考虑簇首到汇聚节点的距离，从而构造出大小非均匀的簇。但EECS的能量平衡措施只能缓解簇首间的能量消耗不均衡现象，无法从整体上实现节点间的能量平衡。而EEUC采用非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的方式，利用非均匀的竞争半径，使得靠近基站的簇的成员数目相对较小，从而簇首能够节约能量以供簇间数据转发使用，达到均衡簇首能量消耗的目的，但EEUC只适合均匀分布的网络。在原有方法的基础上，继承EEUC的非均匀分簇结构，采用基于时间驱动的簇首选择机制且利用贪婪算法寻找簇首转发的中继节点。以上非均匀分簇算法中，每一轮所有节点都要处于工作状态进行数据采集与传输，在节点分布密集的无线传感器网络中，这样会造成大量信息冗余、无线信号干扰、能量浪费等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线传感器网络非均匀分簇节点调度方法，解决了现有技术中存在的无线传感器网络中节点能耗不均衡，网络的生命周期短的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种无线传感器网络非均匀分簇节点调度方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、非均匀分簇簇首的选举以及完成非均匀分簇；

步骤2、在步骤1完成非均匀的分簇后，在簇内查找冗余节点，并关闭冗余节点使冗余节点进入休眠状态；

步骤3、在完成步骤2冗余节点的调度休眠后，活动节点进入稳定工作状态；

步骤4、在步骤3中活动节点工作完成之后，对簇内节点角色与状态进行调整；

步骤5、在步骤4的节点角色与状态调整完之后，将循环执行步骤3、步骤4，直至所有节点能量消耗完。

本发明的特点还在于，