1.一种物联网网关异常状态下的节能通信方法,其特征在于,包括以下步骤:A2、将场景中的设备节点使用二分K均值算法均匀的分成若干个簇;
A3、使用迪杰斯特拉算法,为各簇分配路由;包括:A31、创建集合S,表示已经分配好路由的簇的集合,初始时包含网关;创建集合U,表示尚未分配路由的簇的集合,初始包含所有的簇;
A32、将U中各簇按照其聚类中心与网关的距离从小到大排序;
A33、从U中选中距离网关最近的簇Ci,然后计算Ci与S中各簇以及网关的距离,并从S中选出距离Ci最近的簇,记录簇Ci至簇Cj的路径,然后将Ci从U中取出,放入S;
A34、重复A33,直到U为空为止;
A4、靠近网关的簇头负责监测网关状态,并将网关状态信息根据A3获得的路由,传递给其他簇头,然后广播给所有的节点;
A41、靠近网关的簇头得知网关发生异常;当网关发生了北向接口异常时,会周期性的广播自身的状态,靠近网关的簇头周期性的打开接收机,接收网关的状态消息;当网关处于南向接口异常状态时,则周期性的轮询网关,若网关无回复,则网关仍处于南向接口异常状态;
A43、各节点接收到网关处于异常状态的消息后,进入异常模式,停止原先的业务;
A5、当网关恢复正常时,将网关恢复的消息传遍整个网络,各节点恢复之前的工作;
A6、当簇头的剩余能量降至当选时的一半时,向成员节点下发簇头轮换的消息,成员节点上报剩余电量,然后簇头选择剩余电量最多的成员节点为下一任簇头。
2.根据权利要求1所述一种物联网网关异常状态下的节能通信方法,其特征在于,网关收集节点的坐标信息,根据以下公式计算出簇头的数量:其中N为节点总数,M为网络区域的边长,dtoBS为节点到网关的平均距离;εfs为自由空间2
传输的能量损耗,取值为εfs=10pJ/bit/m ;εmp为多径衰落模型下的能量损耗,取值为εmp=4
0.0013pJ/bit/m。
3.根据权利要求1所述一种物联网网关异常状态下的节能通信方法,其特征在于,将场景中的设备节点使用二分K均值算法均匀的分成若干个簇,包括:将所有的节点初始化为一个簇,并选中;
从选中的簇中随机选取两个节点,作为初始聚类中心;
计算每个节点分别到两个聚类中心的距离,选择距离最近的聚类中心并加入该聚类中心所在的簇;
重新计算两个簇的聚类中心,聚类中心即簇成员节点坐标的算术平均值;
重复计算每个节点分别到两个聚类中心的距离,直到聚类中心位置收敛;
计算两个簇的误差平方和,计算公式为:
其中C表示所求的误差平方和的簇,a表示簇内的各节点,u表示聚类中心;选中误差平方和较大的簇。