[发明专利]一种采用优化的最近邻算法的移动节点调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用优化的最近邻算法的移动节点调度方法，属于无线传感器网络技术领域。

背景技术

在无线传感器网络中，传感器节点的能量持续供给受到限制，因而如何能量有效性的利用节点能量，从而最大化网络系统的生存期已成为一项重要的研究课题。为了最大化网络系统的生存期，其中之一方法是利用层次性的分簇路由算法。根据分簇算法，网络系统中的传感器节点被分为簇头和簇内成员这两类节点。簇的划分是基于传感器节点间的距离，因而簇头的能耗是远大于簇内成员的能耗。利用节点的移动性，可大大提高网络系统的生存期。基于移动节点的分簇路由算法，可大大减少每一轮簇头节点的能量消耗，因通信距离与节点的能量消耗成指数关系，而传感器节点最大的耗能是通信模块的耗能。当移动节点移动到簇头位置，其与簇头的通信距离为0，这样可极大减少簇头节点的能量消耗。利用移动节点来延长网络系统的生存期，必然会涉及到移动节点的调度问题，也就是如何合理的选择移动节点的移动路径。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提出了一种采用优化的最近邻算法的移动节点调度方法，实现了移动节点的合理调度，从而最终延长了网络系统的生存期。

按照本发明提供的技术方案，所述一种采用优化的最近邻算法的移动节点调度方法包括以下步骤：

一种采用优化的最近邻算法的移动节点调度方法，包括如下步骤：

步骤1：对网络系统中的传感器节点进行簇的划分，网络系统中的传感器节点被分为簇头和簇内成员这两类节点；

步骤2：采用基于移动节点的分簇路由算法，利用移动节点移动到簇头位置，收集簇头节点采集的数据信息，并最终通过移动节点将这些数据信息传递给基站；

步骤3：利用优化的最近邻算法，得到移动节点的移动路径，移动节点按此路径移动，最终实现移动节点的合理调度。

进一步，所述步骤1，利用分簇路由算法，将无线传感器网络中的传感器节点分成簇头和簇内成员这两类节点，所述簇头收集同一簇中簇内成员采集的现场信息，并对这些收集的信息进行相应的数据融合。

进一步，所述步骤2，移动节点移动到簇头位置收集相应的数据信息，每一轮簇头节点位置也是移动节点停留点位置，因而移动节点移动路径必包含停留点位置、起始位置和结束位置；所述移动节点的起始位置和结束位置相同，都位于基站位置。

进一步，所述步骤3，利用优化的最近邻算法，求得包含所有簇头位置和移动节点初始位置的最小权的Hamilton回路，最终得到移动节点的移动路径，移动节点按此路径移动，实现移动节点的调度，输出此网络系统调度的最短移动路径。

进一步，步骤1中，在簇的建立阶段，每一轮簇头的选举过程为：各传感器节点首先产生一个随机数，随机数的范围为[0,1]；然后用设定的阈值T与这些随机数进行比较，决定哪些节点成为簇头；节点成为簇头的条件为产生的随机数小于阈值T(m)，相应的其他的传感器节点成为簇内成员。

进一步，步骤2中，移动节点从起始位置出发，需通过并且仅通过一次簇头位置，当通过簇头位置时收集其相应的数据信息，最终回到初始位置，也就是基站位置。

进一步，步骤3具体包括：

步骤3-1：选取网络系统基站位置s₀作为起点，找一条与s₀关联且权值最小的一条边e₁，e₁还和另外一个顶点相连，把此顶点记为s₁，可得一条路s₀s₁；

步骤3-2：假定已选出路s₀s₁Ls_i，从剩下的顶点选取一个与s_i最近的节点，令其为s_i+1，可得路s₀s₁Ls_is_i+1；

步骤3-3：如果i+1＜n-1，则令i←i+1返回步骤3-2；否则，记C＝s₀s₁Ls_is_i+1Ls_ns₀，其就为一个Hamilton回路，即得问题的近似解；