[发明专利]一种簇头节点选取方法及系统

说明书

本发明公开了一种簇头节点选取方法及系统，该方法包括：信标节点根据预先获取的本组内普通节点的能效信息生成与本组内每个普通节点对应的初始簇头节点选取阈值，发送所述初始簇头节点选取阈值至本组内的普通节点，普通节点根据所述初始簇头节点选取阈值和预先选取的随机数确定出本组的簇头节点。本发明能够避免低能量节点的加速死亡和网络的通信故障。

技术领域

本发明涉及无线网络技术领域，特别涉及一种簇头节点选取方法及系统。

背景技术

随着无线传感器网络应用的不断拓展，无线传感器网络的生存时间开始显得至关重要。无线传感器网络中包括多个节点，节点由电池提供能量，这使得节点的通信范围、能量、带宽、计算能力和存储能力非常有限，若过多地消耗某个节点的能量会造成该节点的死亡，节点死亡会进而导致整个无线传感器网络的生存时间大大降低。

分簇方法能够较好地利用节点的能量，提升无线传感器网络的生存时间。现有的分簇方法包括低能耗自适应分簇方法和链式分簇方法：低能耗自适应分簇方法以轮转的方式任意选取簇头节点，这可能会导致低能量节点的加速死亡，链式分簇方法轮流选取单链上的每个节点成为簇头，当链头发生故障时，这可能会导致整个无线传感器网络通信故障。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种簇头节点选取方法及系统，能够避免低能量节点的加速死亡和网络的通信故障。

为实现上述目的，本发明提供了一种簇头节点选取方法，基于物联网网络，所述物联网网络包括信标节点和普通节点，所述簇头节点选取方法包括：

信标节点根据预先获取的本组内普通节点的能效信息生成与本组内每个普通节点对应的初始簇头节点选取阈值；

信标节点发送所述初始簇头节点选取阈值至本组内的普通节点；

普通节点根据所述初始簇头节点选取阈值和预先选取的随机数确定出本组的簇头节点。

可选地，在所述信标节点根据预先获取的本组内普通节点的能效信息生成与本组内每个普通节点对应的初始簇头节点选取阈值之前还包括：

普通节点生成普通节点至多个信标节点的传输时延值，发送排序后的所述普通节点至多个信标节点的传输时延值至基站；

基站根据所述排序后的所述普通节点至多个信标节点的传输时延值对所述普通节点和信标节点进行分组；

普通节点发送所述普通节点的能效信息至本组内的信标节点。

可选地，在所述普通节点根据所述初始簇头节点选取阈值和预先选取的随机数确定出本组的簇头节点之后还包括：

基站判断所述簇头节点的剩余能量是否小于或等于本组内所有普通节点的平均能量；

若基站判断出所述簇头节点的剩余能量小于或等于本组内所有普通节点的平均能量，所述普通节点继续执行所述普通节点发送所述普通节点的能效信息至本组内的信标节点的步骤。

可选地，在所述普通节点根据所述初始簇头节点选取阈值和预先选取的随机数确定出本组的簇头节点之后还包括：

所述簇头节点广播消息至物联网网络中的所有普通节点，所述消息包括消息的信号强度；

普通节点根据所述消息的信号强度加入信号最强的组中。

可选地，还包括：

若基站判断出所述簇头节点的剩余能量大于本组内所有普通节点的平均能量，所述簇头节点继续执行所述簇头节点广播消息至物联网网络中的所有普通节点的步骤。

可选地，所述初始簇头节点选取阈值通过公式