1.一种无线传感器网络的路由选择方法,其特征在于,所述选择方法包括如下步骤:判断当前有选择的轮数r为是否为奇数轮,r为大于等于1的整数,获得第一判断结果;
若所述第一判断结果为是,则根据节点的剩余能量、位置分布确定副簇首节点;所述根据节点的剩余能量、位置分布及竞争半径确定副簇首节点,具体包括:根据节点的位置分布,利用公式(1)计算每个节点当选概率;
其中,dmax表示节点距离基站的最远距离,di表示当前节点i距离基站的距离,davg表示所有节点距离基站的平均距离,Er(i)表示r轮时当前节点的剩余能量, 表示r轮时所有节点的平均能量;
根据每个节点的当选概率,利用公式(2)计算每个节点的当选阈值;
其中, 代表着r与1/pi的余数;
每个节点产生一个随机数,所述随机数大于等于0且小于等于1;
将所述随机数小于所述当选阈值的节点,作为所述副簇首节点;
根据所述副簇首节点将无线传感网络划分为多个簇;
选取每个簇中的主簇首节点;当所述主簇首节点有剩余能量时,所述主簇首节点用于收集簇内数据,所述副簇首节点用于传输数据,当所述主簇首节点没有剩余能量时,所述副簇首节点用于收集簇内数据和传输数据;
若所述第一判断结果为否,则根据上一轮划分的簇,选取每个簇中的主簇首节点和簇首节点;
采用多跳方式获得簇间通讯的中继节点。
2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络的路由选择方法,其特征在于,根据所述副簇首节点将无线传感网络划分为多个簇,具体包括:使普通节点进入与其最近的副簇首节点的簇,所述普通节点为所述无线传感器网络中除了所述副簇首节点之外的节点,将所述无线传感网络划分为多个簇。
3.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络的路由选择方法,其特征在于,所述选取每个簇中的主簇首节点,具体包括:将每个簇中在淘汰区域内的普通节点删除,获得每个簇的候选节点;所述淘汰区域为以每个簇中的副簇首节点为中心,以竞争半径为半径的圆所围成的区域;
利用公式(3)计算每个簇中的每个候选节点的当选权重mij;
其中,mij表示第i个簇中第j个候选节点的当选权重, 表示第i个簇内普通节点的平均能量,Dij表示第i个簇内候选节点j距离其他候选节点的距离和;Dijavg表示第i个簇内候选节点j距离其他候选节点距离的平均值,dji表示第i个簇内候选节点j距离副簇首节点的距离,davg,i表示第i个簇内候选节点距离副簇首节点的平均距离;
选取每个簇中当选权重最大的候选节点作为该簇的主簇首节点。
4.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络的路由选择方法,其特征在于,所述采用多跳方式获得簇间通讯的中继节点具体包括:将所述无线传感器网络划分为多级同心圆网络;
在第一级同心圆网络中的节点直接与基站进行通信,无中继节点;
在第k级同心圆网络中,根据下一跳节点的位置、剩余能量和转发次数选择中继节点,k=2,……,K,K为同心圆网络的级数。
5.根据权利要求4所述的一种无线传感器网络的路由选择方法,其特征在于,所述将所述无线传感器网络划分为多级同心圆网络,具体包括:利用公式(4)确定所述多级同心圆网络的半径变化值Δd;
其中,c为常数, K为同心圆网络的级数,dth表示节点发送距离阈值,D表示监测区域边长,Eelec表示发射电路的能耗,εfs表示功率放大的能耗;
根据所述半径变化值将所述无线传感器网络划分为多级同心圆网络。
6.根据权利要求4所述的一种无线传感器网络的路由选择方法,其特征在于,所述在第k级同心圆网络中,根据下一跳节点的位置、剩余能量和转发次数选择中继节点,k=
2,……,K,K为同心圆网络的级数,具体包括:
根据下一跳节点的位置、剩余能量和转发次数利用公式(5)计算评价指标;
表示sj所在区域节点的平均能量,Tj表示sj的数据转发次数, 表示sj所在区域节点的平均数据转发次数,α、β和γ总和为1;
选取所述评价指标最小的节点作为中继节点。
7.一种无线传感器网络的路由选择系统,其特征在于,所述选择系统包括:处理模块,用于判断当前有选择的轮数r为是否为奇数轮,r为大于等于1的整数,获得第一判断结果;
第一副簇首选择模块,用于若所述第一判断结果为是,则根据节点的剩余能量、位置分布确定副簇首节点;
所述第一副簇首选择模块,包括:
当选概率计算子模块,用于选择模块根据节点的位置分布,利用公式(1)计算每个节点当选概率;
其中,dmax表示节点距离基站的最远距离,di表示当前节点i距离基站的距离,davg表示所有节点距离基站的平均距离,Er(i)表示r轮时当前节点的剩余能量, 表示r轮时所有节点的平均能量;
当选阈值计算子模块,用于根据每个节点的当选概率,利用公式(2)计算每个节点的当选阈值;
其中, 代表着r与1/pi的余数;
随机数产生子模块,用于使每个节点产生一个随机数,所述随机数大于等于0且小于等于1;
副簇首节点选择子模块,用于将所述随机数小于所述当选阈值的节点,作为副簇首节点;
第一簇划分模块,用于根据所述副簇首节点将无线传感网络划分为多个簇;
第一主簇首选择模块,用于选取每个簇中的主簇首节点;当所述主簇首节点有剩余能量时,所述主簇首节点用于收集簇内数据,所述副簇首节点用于传输数据,当所述主簇首节点没有剩余能量时,所述副簇首节点用于收集簇内数据和传输数据;
第二主簇首选择模块,用于若所述第一判断结果为否,则根据上一轮划分的簇,选取每个簇中的主簇首节点和簇首节点;
中继节点选择模块,采用多跳方式获得簇间通讯的中继节点,所述中继节点用于实现簇间信号的传输。
8.根据权利要求7所述的一种无线传感器网络的路由选择系统,其特征在于,所述第一簇划分模块,具体包括:第一簇划分子模块,用于使普通节点进入与其最近的副簇首节点的簇,所述普通节点为无线传感器网络中除了副簇首节点之外的节点,将无线传感网络划分为多个簇。