[发明专利]一种能量异构型无线传感器的自适应协作路由方法

说明书

本发明公开了一种能量异构型无线传感器的自适应协作路由算法，该自适应协作路由算法包括以下步骤：S1、能量异构无线传感器网络初始化并进入簇头选举阶段；S2、进入集群设置阶段；S3、选择合格节点的集合，完成节点的传输路径，本发明结构科学合理，使用安全方便，比较不同传输方式(单跳协作、多跳协作)下发送到基站的数据与轮数的关系，自适应协作传输能够发送的有效数据包总量是单跳协作传输的1.55倍，是多跳协作传输的1.29倍，构建自适应传感器网络使得网络能耗均衡，可以有效地提高网络能效，延长网络的生存周期。

技术领域

本发明涉及能量异构型无线传感网络技术领域，具体为一种能量异构型无线传感器的自适应协作路由方法。

背景技术

无线传感器网络的应用领域十分广阔，目前已经可以广泛应用于环境监测、医疗护理、军事、环境科学等其他一些商业应用领域，无线传感器网络可以根据传感器节点的异同，分为同构型无线传感器网络和异构型无线传感器网络，相比于同构网络，异构无线传感器网络具有更大的灵活性，更符合实际情况，在无线传感网络中，为了均衡网络能耗，避免局部节点快速死亡而产生的能量黑洞现象，可以采用合适的路由算法，通过优化簇头每一跳的能耗达到一个全局能效最优的效果，从而达到降低网络总能耗、延长网络生存周期以及提升网络吞吐量的目的，到目前为止，学者们已经提出了各种路由算法，其中簇类型由于其良好的可扩展性和出色的网络性能而起着重要的作用，低能耗自适应集群层次结构(LEACH)协议是一种经典的路由协议，但不适用于异构无线传感网络，异构无线传感网络的路由协议包括稳定选举协议(SEP)和分布式节能集群协议(DEEC)，基于LEACH的DEEC是一种改进的群集路由协议，它通过考虑节点的初始能量和剩余能量来延长网络的寿命，本发明的目的是在能量异构的无线传感网络中提供一种自适应协作路由算法，从而提高网络能效，延长网络的生存周期，基于此，我们提出一种能量异构型无线传感器的自适应协作路由方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能量异构型无线传感器的自适应协作路由方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种能量异构型无线传感器的自适应协作路由方法，该自适应协作路由算法包括以下步骤：

S1、能量异构无线传感器网络初始化并进入簇头选举阶段；

S2、进入集群设置阶段；

S3、选择合格节点的集合，完成节点的传输路径

进一步的，在步骤S1中，成为簇头的概率P_i表示为：

其中r为当前工作的轮数，a_i为节点能量高于下边界值E0的倍数，为当前网络在第r轮的平均剩余能量；

进一步的，在步骤S1中，节点通过随机方式选择簇头，公式如下：

其中r为当前工作的轮数，n_i为节点，G为网络中未成为簇头的节点集合，β为控制因子，β的取值范围为[0,1]，为节点n_i的剩余能量，为节点n_i的初始能量，W为全网的剩余能量，为全网的初始能量，d_i,BS是节点n_i与基站之间的距离，为所有节点到基站距离的平均值；

每一轮各节点均产生一个0-1之间的随机值，若随机产生的值小于本轮的门限值，则该节点被选为这一轮的簇头，得到簇头的合集C_i，若随机产生的值大于本轮的门限值，则该节点为普通节点。