基于大规模WSN突发事件监测的路由控制方法

摘要

本发明公开一种基于大规模WSN突发事件监测的路由控制方法，包括搭建网络模型、网络初始化、簇头选举以及数据传输四个步骤，在数据传输过程中，簇头节点根据网关节点是否存在于自己的“邻居节点记录表”中选择以一跳或多跳中继方式将有效监测数据发送回网关节点，在多跳中继方式中，当前节点根据自身的剩余能量状况选择不同的算法来寻找下一跳路由节点。其显著效果是：簇头节点与网关节点之间采用单跳或多跳中继方式通信，避免了长距离传输造成的能量过度耗损，通过簇头节点和中继节点选举方法、自适应功率调整、控制消息延迟转发等机制，节省和均衡了网络能量消耗，从而推迟首个死亡节点的时间，提高网络性能。

主权项

一种基于大规模WSN突发事件监测的路由控制方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：搭建网络模型；在预设的监测区域内随机分布N个传感器节点和一个网关节点，每个传感器节点具有唯一的身份标识号，各传感器节点具有相同的初始能量以及数据处理和通信能力；步骤2：网络初始化；各传感器节点和网关节点通过广播初始化消息建立“邻居节点记录表”，所述“邻居节点记录表”中记录的邻居节点信息包括邻居节点身份标识号、邻居节点剩余能量、邻居节点的距离以及邻居节点离网关节点的距离；步骤3：簇头选举；当某一区域发生异常事件时，监测到异常事件的传感器节点按照簇头选举算法选择其中一个传感器节点作为簇头节点；步骤4：数据传输；步骤4‑1：监测到异常事件的传感器节点先将数据转发给步骤3选举出的簇头节点，簇头节点判断自己“邻居节点记录表”中是否存在网关节点，如果簇头节点的“邻居节点记录表”存在网关节点，则进入步骤4‑2；否则进入步骤4‑3；步骤4‑2：簇头节点直接将数据转发给网关节点；步骤4‑3：簇头节点选择多跳中继方式将数据发送回网关节点；所述多跳中继方式根据如下原则选择下一跳中继节点：当前节点判断自身的能量状况：如果Eres(c)＜E0且Eres(c)＜Eaver，当前节点按照公式(1)计算邻居节点的路由概率；否则，当前节点按照公式(2)计算邻居节点的路由概率； P rn ( i ) = E res ( i ) - E aver d s ( i ) × d c ( i ) , ∀ i ∈ M - - - ( 1 ) Pm(i)＝Eres(i)/ds(i)， ∀ i ∈ M - - - ( 2 ) 其中，Eres(c)为当前节点的剩余能量，E0为传感器节点的初始能量，M为当前节点的邻居节点中较其离网关节点更近的传感器节点集合，Eaver为集合M中传感器节点和当前节点的平均能量，Eres(i)为集合M中候选节点i的剩余能量，ds(i)集合M中候选节点i到网关节点的距离，dc(i)是集合M中候选节点i到当前节点的距离，Pm(i)为候选节点i的路由概率，i为节点标识号；步骤4‑4：当前节点选择集合M中路由概率最大的一个传感器节点作为下一跳路由进行数据转发。