[发明专利]一种适用于电力监测环境的传感器网络多目标路由方法

说明书

本发明属于电力通信技术领域，公开了一种适用于电力监测环境的传感器网络多目标路由方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、各节点根据剩余能量确定簇头候选成员；步骤二、各节点根据自身位置实现非均匀分簇；步骤三、各节点根据多个因素确定候选中继节点；步骤四、各节点根据多个因素确定实际中继节点。本发明提供一种适用于电力监测环境的传感器网络多目标路由方法，旨在降低传感器网络的能耗，实现网络负载均衡，降低网络传输时延，提高网络多方面性能。

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，具体涉及一种适用于电力监测环境的传感器网络多目标路由方法。

背景技术

现代电力通信，是物联网的重要组成部分。无线传感器网络是一种新型无线自组织网络，利用传感器节点监测环境、采集数据、信息融合等，可应用于监测电力设备的运行情况，为现代电力通信提供及时预警等具有实时性和可靠性的通信服务。

无线传感器网络的节点通常用电池供电，电池能量十分有限，而且通常不容易更换电池，也难以补给能量。因此，如何节约节点的能量开销，如何延长网络的生命周期是该网络的关键问题。网络中数据从多个节点通过多条路径传输到一个基站，离基站较近的区域具有更大的通信负载，因此容易造成能量空洞现象。因此，负载均衡是无线传感网需要解决的重要问题。此外，电力监测环境需要满足数据传输的实时性，故降低传输时延也是该应用场景的重要目标。

发明内容

本发明针对现有技术不足，本发明提供一种适用于电力监测环境的传感器网络多目标路由方法，旨在节约节点能量消耗，实现网络负载均衡，降低数据传输时延，实现多目标网络性能提升。

本发明可以通过如下技术方案实现：

一种适用于电力监测环境的传感器网络多目标路由方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、各节点根据剩余能量确定簇头候选成员；

步骤二、各节点根据自身位置实现尺寸差异分簇；

步骤三、各节点根据多个因素确定候选中继节点；

步骤四、各节点根据多个因素确定实际中继节点。

优选的，所述步骤一的具体过程为：

计算各个节点的剩余能量，并计算所有节点的平均剩余能量，簇头候选节点的剩余能量满足

E(m_i)E_ave(1)

其中E(m_i)为节点m_i的剩余能量，E_ave为节点的平均剩余能量。

优选的，所述步骤二的具体过程为：

各节点根据自身位置确定一个簇的尺寸，即节点一跳通信范围，作为簇内节点的最大距离，表示为：

R_i＝R₀+ε×d(i,BS) (2)

其中R₀为常数，即全网最小簇的尺寸，d(i,BS)是节点m_i与基站BS之间的距离，ε是一大于零的常数，表示直线的斜率。簇的尺寸是一线性递增函数，离基站越近，簇的尺寸越小。

优选的，所述步骤三的具体过程为：

对任意簇头节点，计算其他簇头节点的距离函数值ψ(m_j)：

ψ(m_j)＝d²(i,j)+d²(j,BS) (3)