[发明专利]网络分簇方法、装置、电子设备和计算机存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种网络分簇方法、装置、电子设备和计算机存储介质。

背景技术

WSN(Wireless Sensor Network，无线传感器网络)是指由大量微型传感器节点(简称节点)大规模部署所形成的网络，具体来讲，是通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织智能网络。其中，传感器节点通常随机分布在探测区域，以测量所在区域周围环境中的热、声呐、红外、雷达等信号，传感器节点将感知的数据收集起来，以多跳路由的方式传输至Sink节点(汇聚节点)；最后，再通过汇聚节点发送至管理节点或用户。

其中，传感器节点一般分为簇头节点和非簇头节点两类。传感器节点的基本组成包括电源。在实际应用中，由于电源的容量小、不易更换，且簇头节点相比于非簇头节点需要处理更多的数据操作。所以，簇头节点的能量消耗远大于非簇头节点，从而造成簇头节点的能量被过快地耗尽。

因此，在现有的WSN中，由于簇头节点的能量会被过快地耗尽，所以，现有的WSN存在节点能量消耗不均衡的缺陷。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种网络分簇方法、装置、电子设备和计算机存储介质，以实现WSN中节点能量消耗的均衡。

为了实现上述目的，第一方面，提供了以下技术方案：

一种网络分簇方法，应用于无线传感器网络；所述无线传感器网络包括多个节点；所述方法包括：

针对所述各节点，并将所述各节点作为备选簇头节点，且以预定半径分别确定一虚拟簇；

将包含任一备选簇头节点的虚拟簇的数量，确定为所述任一备选簇头节点的分簇得分；

基于各备选簇头节点的分簇得分，确定各虚拟簇是否为真实簇；

若确定出真实簇，则将所确定的真实簇所对应的备选簇头节点确定为真实簇头节点；

重复执行上述步骤。

优选的，所述基于各备选簇头节点的分簇得分，确定各虚拟簇是否为真实簇的步骤，包括：

按照从大到小的顺序，对所述各备选簇头节点的分簇得分进行排序；

将分簇得分最大的备选簇头节点所对应的虚拟簇确定为真实簇；

针对除去所确定出的真实簇所对应的分簇得分最大的备选簇头节点之外的节点，重复执行所述排序步骤和确定真实簇的步骤。

优选的，所述将分簇得分最大的备选簇头节点所对应的虚拟簇确定为真实簇的步骤，包括：

判断所述分簇得分最大的备选簇头节点的剩余能量值是否大于预定剩余能量值；

若是，则将所述分簇得分最大的备选簇头节点确定为真实簇头节点；

将所述真实簇头节点所对应的虚拟簇确定为所述真实簇。

优选的，如果存在多个所述分簇得分最大的备选簇头节点，则在所述判断所述分簇得分最大的备选簇头节点的剩余能量值是否大于预定剩余能量值的步骤之后，所述若是，则将所述分簇得分最大的备选簇头节点确定为真实簇头节点的步骤，包括：

若是，则计算所述各分簇得分最大的备选簇头节点的簇头概率因子；其中，所述簇头概率因子为所述分簇得分最大的备选簇头节点的剩余能量值与其最大能量值之商；

将最大的簇头概率因子所对应的分簇得分最大的备选簇头节点确定为真实簇头节点。

优选的，如果存在未被所述虚拟簇和所述真实簇所包含的节点，则在所述基于各备选簇头节点的分簇得分，确定各虚拟簇是否为真实簇的步骤之后，所述方法还包括：

将所述未被虚拟簇和所述真实簇所包含的节点确定为剩余节点；

基于所述剩余节点，确定包含所述剩余节点的真实簇；其中，所述包含所述剩余节点的真实簇所包含的节点数量最少。

为了实现上述目的，第二方面，还提供了以下技术方案：

一种网络分簇装置，应用于无线传感器网络；所述无线传感器网络包括多个节点；所述装置包括：

第一确定模块，用于针对所述各节点，并将所述各节点作为备选簇头节点，且以预定半径分别确定一虚拟簇；

计分模块，用于将包含任一备选簇头节点的虚拟簇的数量，确定为所述任一备选簇头节点的分簇得分；

判断模块，用于基于各备选簇头节点的分簇得分，确定各虚拟簇是否为真实簇；

第二确定模块，用于在确定出真实簇的情况下，将所确定的真实簇所对应的备选簇头节点确定为真实簇头节点；

重复模块，用于触发所述第一确定模块、所述计分模块、所述判断模块和所述第二确定模块重复运行。

优选的，所述判断模块包括：