[发明专利]一种可控簇规模的能耗均衡路由方法

说明书

一种可控簇规模的能耗均衡路由方法，包括：步骤1，通过簇首候选节点的剩余能量、簇首候选节点与其簇成员节点之间的链路质量(LQI)和簇首候选节点的度对簇首进行选举；步骤2，利用虚拟引力方法将普通传感器节点加入到簇首中形成簇，以此对簇规模进行控制；步骤3，设计簇首下一跳代价选择函数来均衡网络中簇首节点的能耗，簇首间路由采用链路式路由协议。本发明提出的一种可控簇规模的能量均衡路由协议，该协议在簇首选举、簇规模控制和簇首间路由都充分考虑了负载均衡。因此本发明对于无线传感器网络路由研究的主要难点节点负载不均衡的问题上有重要意义。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络的路由方法，尤其是一种可控簇规模的能耗均衡路由方法。

背景技术

无线传感器网络(WSN)是由部署在监测区域内大量廉价的微型传感器节点通过无线通讯的方式形成的多跳自组织网络，主要功能是数据采集及监测，其被广泛的应用于各个领域。一般传感器网络部署区域环境复杂，很难为传感器节点更换电池，在节点电源有限的情况下很容易死亡，尤其是大规模传感器网络需要采集转发大量的数据。在转发数据过程中某些传感器节点负载过大能量消耗过快，最终导致无线传感器网络过早死亡，因此研究能耗均衡的路由协议有重要意义。目前针对WSN路由协议的研究主要有两个方面，一种是链路式路由协议，另外一种是层次路由协议。但是这些协议对于簇首的选举、簇规模控制、簇首间路由缺少研究。

发明内容

为了克服已有无线传感器网络的路由方法的节点负载不均衡、网络使用寿命较短的不足，本发明提供一种充分考虑负载均衡性、延长网络使用寿命的可控簇规模的能耗均衡路由方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可控簇规模的能耗均衡路由方法，所述路由方法包括如下步骤：

步骤1：簇首选举，过程如下：

考虑簇首候选节点的剩余能量、簇首候选节点与其簇成员节点之间的链路质量LQI和簇首候选节点的度进行簇首选举，为每个传感器节点建立并储存邻居节点表，如表1所示：

ID	j]]>	ij]]>	ij]]>

表1

其中，ID为邻居节点的唯一表示，E_j为邻居节点的剩余能量，RSSI_ij为节点与其邻居节点之间的信号强度，LQI_ij为节点与邻居节点之间的链路质量，根据表1中的相关信息计算每个簇首候选节点的W值，如公式(1)所示，W值综合考虑了簇首候选节点的剩余能量、簇首候选节点与簇成员节点的链路质量以及簇首候选节点度，当簇首候选节点的W值大于其竞争半径内其它传感器节点的W值，则该簇首候选节点出任簇首；