发明名称 面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法
摘要 一种无线网络技术领域的面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法,包括以下步骤:传感器节点判断自身区域的拓扑特性;取最远的应答传感器节点的传输跳数作为最远传输距离;估计该执行器所在簇中各跳位置的传感器总数;确定最近的待分簇区域的分簇方案;确定所属的分簇;执行器统计该区域的实际的分簇结果,并用该结果替换原有的估计值;直到网络内所有待分配区域都完成了分簇,得到最终的分簇方案。本发明利用网络拓扑信息,对实际分簇情况进行估计,设计了分簇方案,并利用估计值来简化计算,达到整个无线执行器传感器网络的分簇,为每个执行器根据地理信息平衡分配通讯任务,从而有效的减少了整个网络信息收集的时延。
申请公布号 CN101896002B 申请公布日期 2013.05.22
申请号 CN201010210172.3 申请日期 2010.06.26
申请人 上海交通大学 发明人 关新平;陶文晖;陈彩莲;徐哲壮;刘亚雄;成斌
分类号 H04W84/18(2009.01)I 主分类号 H04W84/18(2009.01)I
代理机构 上海汉声知识产权代理有限公司 31236 代理人 郭国中
主权项 一种面向数据快速汇聚的无线传感器执行器网络分簇方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步,确定监控范围内执行器数目,各个执行器向全网广播自身的位置信息,传感器节点根据接收到的执行器位置信息判断自身区域的拓扑特性;第二步,传感器节点向最近执行器发送应答信息,执行器根据应答信息统计位于其相关确定分簇区域和相关待分簇区域的传感器节点的数量,同时取最远的应答传感器节点的传输跳数作为最远传输距离;第三步,以平均分配的方案估计各待分簇区域的分簇方案,并在此基础上估计该执行器所在簇中各跳位置的传感器总数;第四步,根据第二步得到的统计信息和第三步中的估计值,各执行器确定最近的待分簇区域的分簇方案;所述的分簇方案,包括如下具体步骤:步骤4.1确定计算方案:对于有三个以上最近执行器的待分簇区域以平均分配作为最终分簇方案并转到步骤4.5;对于仅有两个最近执行器的待分簇区域则转到步骤4.2;步骤4.2该待分簇区域的共享执行器通过通信交互统计信息,即各相关区域的传感器节点数量和最远通讯距离;步骤4.3根据该待分簇区域的共享执行器和自身的统计信息,以及传感器节点单位时间内产生的信息量和传感器节点的最大传输速率,计算得到待分簇区域内传感器节点使执行器收集该待分簇区域传感信息时延最小的方案;步骤4.4根据实际取值范围得到可行的最优分簇方案解,执行完毕后转至步骤4.5;步骤4.5与该待分簇区域的共享执行器通讯确认该待分簇区域的分簇方案,若双方分簇方案不同则返回步骤4.1,重新求取分簇方案;第五步,通过无线通讯将第四步中得到分簇方案通过概率的方式分发到对应的待分簇区域,接收到该信息的传感器节点将概率值序列与自身所产生的随机数序列进行比较,确定所属的分簇;所述概率,是指将分簇方案中划分给各个执行器的传感器占该区域传感器总数的比例;第六步,目标区域的传感器节点完成分簇,并发送归属信息至最近执行器,执行器统计归属信息,将实际的分簇结果替换原有的估计值;第七步,重复第四‑六步,直到网络内所有待分配区域都完成了分簇,得到最终的分簇方案;第一步中所述的最近执行器是指距离该传感器节点跳数最少的执行器,传感器节点根据最近执行器的数量、编号以及相距的跳数确定自身所属的区域;第二步中所述的共享执行器是指:对于待分簇区域,除了接收到该应答信息执行器以外的其他相同跳数执行器编号;第二步中所述的相关区域是指:若某执行器是这块区域的最近执行器,则这块区域为该执行器的相关区域,若该区域只有一个最近执行器,则该区域为相关确定分簇区域;若该区域有两个以上最近执行器,则该区域为相关待分簇区域。
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