[发明专利]一种自适应分簇路由方法、装置及电子设备

说明书

本发明实施例提供了一种自适应分簇路由方法、装置及电子设备，该方法包括：对基站通信范围内的所有节点进行分簇，得到基站通信范围内的簇区，获取簇区的第一节点在当前轮开始时的剩余能量，预估第一节点作为簇头节点的第一能量消耗和作为成员节点的第二能量消耗，根据第一能量消耗、第二能量消耗以及在当前轮开始时的剩余能量，计算第一节点的簇头门限值，获取第一节点生成的随机数，并判断第一节点生成的随机数是否小于簇头门限值，在第一节点生成的随机数小于簇头门限值时，选择第一节点作为在当前轮的簇头节点。通过本发明实施例，可以选择剩余能量最优的节点作为簇头节点，平衡节点间能量消耗，保证整个网络的稳定，延长整个网络的生存时间。

技术领域

本发明涉及无线技术领域，特别是涉及一种自适应分簇路由方法、装置及电子设备。

背景技术

随着无线传感器技术的飞速发展和日益成熟，大量的低成本无线传感器设备用于监测和跟踪服务，特别是对于人无法进入的监测区域，可以将无线传感器部署到该监测区域中，无线传感器可以自行组织成无线网络，监测该监测区域的各种信息并传输给网络中心，完成监测任务，然而，由于无线传感器体积通常非常小，具有有限的电源供应，并且，对该监测区域的每个无线传感器进行充电或更换电池是不现实的，因此，提高网络能量效率、平衡网络能量损耗和延长网络的生存时间是至关重要的。

为了延长无线网络的生存时间，现有技术中提出了一种LEACH协议(Low EnergyAdaptive Clustering Hierarchy，低功耗自适应分簇路由协议)，该协议将网络生命周期以“轮”为单位划分，每一轮分为“成簇”和“稳定传输”两个阶段。在成簇阶段，该协议是以循环的方式随机选择无线网络中的无线传感器(在无线网络中，可以将无线传感器称作节点，下称节点)成为簇头节点，将整个网络的能量负载平均分配到每个节点中，从而达到提高网络整体生存时间的目的。然而，由于该协议是随机的选择无线网络中的节点成为簇头节点，可能会将剩余能量较少的节点选为簇头节点，这样会使得剩余能量较少的簇头节点过早的死亡，造成该簇头节点的簇内成员数据传输失败。

基于LEACH协议改进的协议，在选择簇头时，考虑了节点与基站间的距离，但是，该协议在选择簇头时，也可能会将剩余能量较少的节点选为簇头节点，同样会造成该簇头节点的簇内成员数据传输失败，造成无线网络不稳定。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种自适应分簇路由方法、装置及电子设备，以实现按照剩余能量选择最优的簇头，平衡节点间能量消耗，保证整个网络的稳定。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种自适应分簇路由方法，所述方法应用于基站，包括：

对基站通信范围内的所有节点进行分簇，得到基站通信范围内的簇区，其中，簇区包括多个节点；

获取簇区的第一节点在当前轮开始时的剩余能量，其中，第一节点为多个节点中的任一个节点；

预估第一节点作为簇区的簇头节点的第一能量消耗和预估第一节点作为簇区的成员节点的第二能量消耗，其中，成员节点为簇区中除簇头节点外的节点；

根据第一能量消耗、第二能量消耗以及第一节点在当前轮开始时的剩余能量，计算簇区的第一节点的簇头门限值；

获取第一节点生成的随机数，并判断第一节点生成的随机数是否小于第一节点的簇头门限值，其中，随机数为0-1之间的数；

在第一节点生成的随机数小于第一节点的簇头门限值时，选择第一节点作为簇区在当前轮的簇头节点。

可选的，对基站通信范围内的所有节点进行分簇，得到基站通信范围内的簇区，包括：

获取基站通信范围内的所有节点的标识信息和位置信息，通过K-means聚类算法对所有节点进行分簇，得到基站通信范围内的簇区。