[发明专利]一种自适应分簇路由方法、装置及电子设备

摘要

本发明实施例提供了一种自适应分簇路由方法、装置及电子设备，该方法包括：对基站通信范围内的所有节点进行分簇，得到基站通信范围内的簇区，获取簇区的第一节点在当前轮开始时的剩余能量，预估第一节点作为簇头节点的第一能量消耗和作为成员节点的第二能量消耗，根据第一能量消耗、第二能量消耗以及在当前轮开始时的剩余能量，计算第一节点的簇头门限值，获取第一节点生成的随机数，并判断第一节点生成的随机数是否小于簇头门限值，在第一节点生成的随机数小于簇头门限值时，选择第一节点作为在当前轮的簇头节点。通过本发明实施例，可以选择剩余能量最优的节点作为簇头节点，平衡节点间能量消耗，保证整个网络的稳定，延长整个网络的生存时间。

主权项

1.一种自适应分簇路由方法，其特征在于，所述方法应用于基站，包括：对所述基站通信范围内的所有节点进行分簇，得到所述基站通信范围内的簇区，其中，所述簇区包括多个节点，所述簇区还包括簇心节点；获取所述簇区的第一节点在当前轮开始时的剩余能量，其中，所述第一节点为所述多个节点中的任一个节点；通过Dijkstra最短路径算法计算所述簇区的簇心节点的路由路径；预估所述第一节点作为所述簇区的簇头节点的第一能量消耗和预估所述第一节点作为所述簇区的成员节点的第二能量消耗，其中，所述成员节点为所述簇区中除所述簇头节点外的节点；判断所述第一节点在当前轮开始时的剩余能量是否大于预设能量门限值；根据所述第一能量消耗、所述第二能量消耗以及所述第一节点在当前轮开始时的剩余能量，计算所述簇区的第一节点的簇头门限值；获取所述第一节点生成的随机数，并判断所述第一节点生成的随机数是否小于所述第一节点的簇头门限值，其中，所述随机数为0‑1之间的数；在所述第一节点生成的随机数小于所述第一节点的簇头门限值时，选择所述第一节点作为所述簇区在所述当前轮的簇头节点；所述预估所述第一节点作为所述簇区的簇头节点的第一能量消耗和预估所述第一节点作为所述簇区的成员节点的第二能量消耗，包括：获取所述簇区的簇心节点的路由路径，确定所述簇区的簇心节点的下一跳簇心节点，并计算所述第一节点与所述下一跳簇心节点的距离；获取预设的节点产生数据包的信息量、预设的发送广播信息的信息量、预设的转发上一跳簇心节点数据包的能量消耗以及簇区的半径，通过公式：预估所述第一节点作为所述簇区的簇头节点的第一能量消耗；其中，所述E_CH(d_i2)为第i个节点的第一能量消耗，所述N_k表示第k个簇区的节点的总数，所述l_data表示所述预设的节点产生数据包的信息量，所述E_elec表示预设电子能量成本，所述l_adv表示所述预设的发送广播信息的信息量，所述ε_fs表示预设的自由空间模型因子，所述表示第k个簇区的半径，所述d_i2表示所述簇区的第i个节点与所述下一跳簇心节点的距离，所述M_n为所述第k个簇区的簇心节点的上一跳簇心节点所在簇区的节点的总数为M；通过公式：预估所述第一节点作为所述簇区的成员节点的第二能量消耗，其中，所述表示所述第二能量消耗；所述根据所述第一能量消耗、所述第二能量消耗以及所述第一节点在当前轮开始时的剩余能量，计算所述簇区的第一节点的簇头门限值，包括：在所述第一节点在当前轮开始时的剩余能量大于所述预设能量门限值时，根据所述第一节点第一能量消耗、所述第一节点的第二能量消耗以及所述第一节点在当前轮开始时的剩余能量，通过公式：计算所述第一节点作为所述簇区的簇头节点的概率，其中，所述p_i为所述簇区的第i个节点作为簇头节点的概率，所述E_CH(d_i2)为第i个节点的第一能量消耗，所述E_CH(d_j)为所述簇区中除所述第i个节点外的节点中第j个节点的第一能量消耗，所述E_res(i)为第i个节点的剩余能量，所述E_res(j)为所述簇区中除所述第i个节点外的节点中第j个节点的剩余能量；通过公式：计算所述第一节点的簇头门限值，其中，所述Thres(i,r)表示所述簇区的第i个节点在第r轮的簇头门限值，所述r为轮数，G_i(r)＝1表示第i个节点在第轮至第轮之间作过簇头，G_i(r)＝0表示第i个节点在第]轮至第轮之间未作过簇头，表示求的余数。