[发明专利]一种基于WSN的水域监测通信方法

权利要求书

1.一种基于WSN的水域监测通信方法，其特征在于：该方法为：

无线传感器网络活动节点的能耗主要由数据的收发能耗和数据处理能耗组成，节点发送kbits数据的能耗P_s(k)表示为：

P_S(k)＝E_elec×k+E_amp×d^γ×k (2)

节点接收kbits数据的能耗P_R(k)为：

P_R(k)＝E_elec×k (3)

节点分析和处理kbits数据的能耗P_cpu(k)为：

P_cpu(k)＝E_cpu×k (4)

其中，k为数据包的二进制长度，E_elec(nJ/bit)为射频电路的能耗系数，E_amp(nJ/bit/m²)为电路的放大器能耗系数，d为发送距离，γ为信号衰减指数，取值为2或4；

设n个节点均匀分布在源节点和目标节点，相邻节点间距为d_1hop，源节点采用多跳通信方式将长度为k的数据包发送至目标节点，其总能耗为：

其中，d_tot为源节点到目标节点的总距离，是获得等于或大于的整数的函数，由式(5)知，以能耗最低为目标的最优单跳距离为：

式(6)最优单跳距离d_opt是由节点的物理参数(E_elec，E_cpu，E_amp，γ)决定的，节点通信的单跳距离应满足d_opt≤d_1hop＜d_tot。

2.根据权利要求1所述的一种基于WSN的水域监测通信方法，其特征在于：族头T(n)阈值公式为:

其中，

式(7)、(8)中：T(n)为计算出的阈值；P(i)为当前轮节点i被选为簇头的百分比；p为初始时网络中簇头数与总节点数的百分比；n为网络中节点总数；E_i为当前轮每个节点的剩余能量；E_τ为当前轮网络中节点的总能量；E_α为当前轮网络中剩余节点的平均能量，r为当前的轮数，r_max网络运行的最大仿真轮数，G为本轮未当选过簇头的节点集合。

3.根据权利要求1所述的一种基于WSN的水域监测通信方法，其特征在于：网络分簇后簇内通信方式为：当d_A＞d_B，则簇内成员节点A先向簇头节点B发送数据信息，再由簇头节点B进行数据融合将所有信息传送给sink节点，若d_A＜d_B，成员节点A直接与sink节点进行通信，其中，d_A是节点A到sink节点的距离，d_B是节点A到簇头节点B的距离。