[发明专利]一种WSN中基于等级区域划分的协作式分簇路由通信方法

摘要

本发明涉及一种WSN中基于等级区域划分的协作式分簇路由通信方法。该方法通过对WSN进行等级区域划分以实现分布式非均匀分簇，并在每个区域中采用改进的LEACH算法进行自适应分簇，同时结合改进的PEGASIS算法使离Sink节点较远区域的离散簇的簇内节点形成链式结构，分簇完成后簇间数据传输考虑采用多跳路由和协作式传输技术进行。另外，在WSN的每个区域中确定最优簇数并实施分簇策略，区域中分簇比较均匀，某些较远区域的离散簇的簇内节点成链，确保每个区域中各个簇内的节点能量消耗均衡，最终实现全网均衡节点能量消耗，延长整个网络的生命周期，提高全网的工作性能。

主权项

一种WSN中基于等级区域划分的协作式分簇路由通信方法，其特征在于，该方法包括如下关键步骤：步骤一：等级区域划分将WSN监测区域以汇聚节点为中心，以n*R(n＝1,2，…)为半径，划分为多个不同的环状区域，并将同一环状区域的传感器节点标定为同一等级；步骤二：确定最优簇数WSN监测区域进行等级区域划分后，首先对离汇聚节点最近的第1等级区域采用区域簇头选取概率和总能量消耗最小化原则计算最优分簇个数，然后根据区域间总能量消耗均衡原理确定其他等级区域的最优簇数；步骤三：确定簇域WSN中每个等级区域的最优簇数确定后，需要结合改进的LEACH和PEGASIS算法形成具体簇域；步骤四：数据采集和融合每个等级区域中的各个簇内的簇头节点在簇域形成后，会依据TDMA方式为簇内成员节点分配时隙，开始时簇内成员节点均处于休眠状态，当节点的时间槽到来时节点会被激活，非链式结构的簇内成员节点采集数据并单跳发送至簇首，而链式结构的簇内节点采集数据后需沿链传输至簇首，之后簇首对接收到的数据进行融合，并传输融合后的数据至汇聚节点；步骤五：数据传输WSN中的数据传输，也称作路由通信，即除第1等级区域外，在其它区域的簇头节点融合的数据需要通过最优路由路径由外向内转发至汇聚节点，其中最优路由路径的选取采用协作式传输技术的多跳路由通信方法进行，而第1等级区域的簇头节点融合的数据采用单跳路由直接传输至汇聚节点,每完成一个任务循环，需返回步骤三继续向下重复进行操作，至此即完成了一种WSN中基于等级区域划分的协作式分簇路由通信方法。