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专利号: 2020101058310
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无线传感器的多跳最优路径选择方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、根据初始节点能量和传输节点消耗,建立无线传感器节点的能效计算模型,并计算出各个节点的剩余能量RE;

S2、根据邻居节点信息和下一跳节点位置信息,建立数据聚合模型,计算出各个簇头与其成员节点之间的距离DtoC;

S3、根据节点密度,在无线传感器网络中确定m个初始聚类中心;

S4、输入剩余能量RE和距离DtoC,将m个初始聚类中心利用IF-THEN模糊规则中的隶属函数对应输出m个最优簇头;

S5、成员节点将信息集中发送给对应的最优簇头,各个最优簇头之间通过多次转发将数据传输到目的地;根据迭代次数和簇间传输成功率,丢弃或者合并无效路径,完成路径搜索;

S6、通过评估路径质量,从步骤S5中搜索出的路径中竞争比选求解出多跳最优路径。

2.根据权利要求1所述的一种无线传感器的多跳最优路径选择方法,其特征在于,所述各个节点的剩余能量的计算方式包括RE=ER(l)-d×Eelec,具体为:其中,RE表示所有节点的剩余能量;ER(l)表示数据接收的能量消耗,ET(l)表示数据发送时的能量消耗,Eelec表示单个节点能量消耗,d0为传输距离阈值,εfs和εamp均表示必要的能量消耗参数,l表示数据长度;d为实际传输距离。

3.根据权利要求1所述的一种无线传感器的多跳最优路径选择方法,其特征在于,所述各个簇头与其成员节点之间的距离的计算公式包括:其中,

如果是原始数据聚合,即θj=δj,

那么聚合公式为:

如果聚合的数据不是原始数据,

那么聚合公式为:

表示节点Si和节点Sj的中间聚合; 表示节点Si当前聚合结果;θj表示节点Sj的数据;τ表示数据聚合参数;c表示聚合常量。

4.根据权利要求1所述的一种无线传感器的多跳最优路径选择方法,其特征在于,所述m个初始聚类中心的确定公式包括定义无线传感器节点密度,寻找某领域节点密度,若该领域节点密度大于所定义的无线传感器节点密度,则将第一个高密度区域数据点的结合作为第一个初始聚类中心,再将距离第一个聚类中心最远的数据点作为第二个聚类中心,对于m个聚类中心,满足 根据此公式选择出m个聚类中心;其中,p1表示第一个聚类中心;pm表示第m个聚类中心。

5.根据权利要求1所述的一种无线传感器的多跳最优路径选择方法,其特征在于,所述m个最优簇头的确定方式包括采用IF-THEN规则建立模糊规则,使用IF-THEN规则中的隶属函数,利用三角隶属函数进行模糊推理;输出对应的m个最优簇头。

6.根据权利要求1所述的一种无线传感器的多跳最优路径选择方法,其特征在于,所述步骤S5包括将最优簇头转发数据到达目的地的次数设置为迭代次数;选择最小迭代次数的路径,如果迭代次数大于最优簇头的个数m,则合并该路径至其他迭代次数较小的路径上。

7.根据权利要求1所述的一种无线传感器的多跳最优路径选择方法,其特征在于,所述步骤S6包括采用性能指标函数评估各条路径质量,考虑最优簇头迭代次数和数据包成功传输率,采用标准化方式对数据进行变换,根据竞争比选方式,选择迭代次数较少且传输成功率较高的作为最优路径。