[发明专利]一种无线传感器网络中分层路由协议簇头选择方法

摘要

在低功耗自适应集簇分层型协议中，簇头的选择是随机的，它不受节点能量和距离等参数的限制，在无线传感器网络中存在一个能量消耗不平衡概率，它会导致网络生存时间缩短。本发明提出一种无线传感器网络中分层路由协议簇头选择方法，为新的分层路由协议簇头选择方法，在该方法中，簇头节点的选择考虑簇头的剩余能量，保证网络中能量消耗的平衡。本发明的优点是：解决了现有方法没有考虑簇头节点不均衡，从而导致簇头节点能量消耗不均衡的弊端，通过考虑节点的剩余能量来选择簇头，提高了能源效率，延长了网络生存时间。

主权项

一种无线传感器网络中分层路由协议簇头选择方法，首先假设无线传感器网络有N个节点，依次编号为1,2，…，N；当节点的剩余能量不为0时，称为活动节点，当节点的剩余能量为0时，称为死亡节点；其特征在于方法步骤如下：（1）在第1轮，簇头的选择与LEACH协议相同，即：编号为n(0<n≤N)的节点产生一个0到1之间的随机数，如果这个随机数的值小于阈值，那么该节点成为本轮的簇头；否则，节点为非簇头节点；在LEACH中阈值的计算是由公式（1）计算来的：(1)其中，n为节点的编号，P为簇头节点占系统中所有节点的百分数，r为当前轮数，G为在最近的1/P轮中未当选簇头的节点集合；（2）在第r(r>1)轮，首先，按公式(2)计算第r轮所有活动节点的平均能量E_mean(r)；(2)(3)这里，E(n,r‑1)是第n个节点在第(r‑1)轮的剩余能量；L(n)表示第n个节点在该轮的状态，为0表示该节点为死亡节点，为1表示该节点为活动节点；基站广播E_mean(r)给所有的活动节点；第r轮节点n(0<n≤N)的剩余能量权重EW(n,r)计算公式为(4)第r轮簇头选择方法为：编号为n(0<n≤N)的节点产生一个0到1之间的随机数，计算其阈值T(n,r)(5)其中，n为节点的编号，P为簇头节点占系统中所有节点的百分数，r为当前轮数，G为在最近的1/P轮中未当选簇头的节点集合，EW(n,r)为第r轮节点n(0<n≤N)的剩余能量权重；当这个随机数比阈值T(n,r)小时，该节点将成为本轮的簇头节点。