[发明专利]动态分簇异构无线传感器网络的路由方法、装置及介质

权利要求书

1.一种动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，包括：

按照异构节点部署方法在无线传感器网络中部署多个异构节点；所述异构节点部署方法为利用奔走步长和围攻步长不为固定值的狼群算法获得所述无线传感器网络中所有普通节点到汇聚节点距离和的最小值；

利用动态分簇方法从所述无线传感器网络的普通节点中选择多个簇首并分簇，当前簇的簇内成员节点将采集的数据发送给所在簇簇首，并根据所在簇簇首与各异构节点或所述汇聚节点的距离确定数据传输方式以使数据最终传输至所述汇聚节点；所述动态分簇方法为将簇首与各异构节点或所述汇聚节点的距离满足预设距离条件作为簇首选举的阈值参数的DEEC方法；

每当检测到簇首节点的能量消耗至当选簇首时的能量的设定比率值时，则利用所述动态分簇方法重新进行簇首选举并分簇；

其中，各异构节点从所述无线传感器网络的普通节点中选择，且汇聚节点为已知位置坐标的异构节点，所述利用奔走步长和围攻步长不为固定值的狼群算法计算所述无线传感器网络中所有普通节点到汇聚节点距离和的最小值为：

利用所述奔走步长和所述围攻步长不为固定值的狼群算法计算异构节点部署关系式的最优解，所述异构节点部署关系式为：

其中，f为距离和最小值，d_i,j为普通节点v_i通过处于v_j∈L处的异构节点转发数据到所述汇聚节点时，所述普通节点v_i与所述汇聚节点的距离，N为所述无线传感器网络中普通节点的总个数，L为所述无线传感器网络中所有节点的集合；α为异构节点总个数，若所述普通节点v_i的数据经过v_j处的异构节点转发至所述汇聚节点，则z_i,j为1，否则z_i,j为0；若在v_j处设置异构节点则p_j为1，否则p_j为0。

2.根据权利要求1所述的动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，所述奔走步长根据奔走步长关系式来确定当前迭代过程中的奔走步长值，所述奔走步长关系式为：

式中，stepb为当前迭代过程中的奔走步长值，T_max为最大迭代次数，T为当前迭代次数。

3.根据权利要求2所述的动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，所述围攻步长根据围攻步长关系式来确定围攻步长值，所述围攻步长关系式为：

式中，X_i(T)是第i个围攻狼在第T代的位置；X_best(T)为当前狼群最优解，s为莱维飞行的随机步长，s＝μ/υ^1/β，μ，υ符合正态分布，μ～(0,σ²)，υ～(0,1)，Γ为伽玛函数，rand为[0，1]区间内均匀分布的随机数。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的动态分簇异构无线传感器网络的路由方法，其特征在于，所述簇首选举的阈值参数O(ν_i)为：

其中，

式中，G为1/p_i轮所有未担任簇首的普通节点，p_i为普通节点v_i成为簇首的概率，K为边缘度，r是当前轮数，A和B为控制因子、取值范围均为(0,1)且两者和为1，E_i(r)为第r轮所述普通节点v_i的剩余能量，为第r轮所有普通节点平均能量，d_toBS为所有簇首到所述汇聚节点的平均距离，d_i,j为所述普通节点v_i通过处于v_j∈L处的异构节点转发数据到所述汇聚节点时，所述普通节点v_i与所述汇聚节点的距离。