[发明专利]无线传感网中最大化生命周期的改进方法及终端

说明书

本发明公开了无线传感网中最大化生命周期的改进方法及终端，将静态传感器节点的传输空间分割成一个以上的分格空间，位于每一个分格空间的静态传感器节点包括簇头节点和普通节点；每一个分格空间内的普通节点按照PEGASIS协议遴选簇头节点，将传输距离设置为固定的格内最大距离传输数据，直到普通节点的数据传输到簇头节点；每一个分格空间内的簇头节点以多跳的形式传输到靠近sink的上一个分格空间内的簇头节点内；位于最靠近sink的第一层的每一个分格空间内的簇头节点将数据传输给sink。本发明既保证了数据传输朝向sink的最短路径，又能够有效利用节点间的传输功率，从而提高了无线传感网的网络寿命。

技术领域

本发明涉及无线传感技术领域，特别涉及无线传感网中最大化生命周期的改进方法及终端。

背景技术

随着AI和AIOT技术的不断发展，其在智慧城市、智慧医疗、智能农业、工业4.0、智能家居和智慧教育等领域的应用越来越广泛和深入。无线传感网是实现这些技术的关键通信技术，无线传感网的网络寿命决定了整个系统的生存时间。由于环境的差异性和多样性，分布在无线传感网中节点的寿命由其电池能量决定。

PEGASIS(Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems)协议是基于LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法的一种改进协议。该协议下的链首基本等同于簇头的地位，其核心思想是采用贪婪算法，将网络中的所有节点按照一定次序连接，建立一条结构为单链的传输路径。PEGASIS算法极大地减少了节点的能量消耗，延长了网络寿命，但PEGASIS算法仍存在着以下不足：

(1)、在成链后期容易形成长链，如果一个节点死亡，重构链路将影响数据收集；

(2)、节点数量多时形成的总链路较长，从链两端到链头的传输时延较长；

(3)、轮流充当链头造成远离基站的节点过快死亡。

另外，在PEGASIS协议中，每个节点在选择邻居节点时，存在两个问题：

(1)、只考虑到节点之间的最短距离，并未考虑朝sink方向选取；

(2)、在实际感测节点上，感测节点的功率控制只有固定的几个级别，无法根据理论上的最短距离进行传输，因此，采用理论上的最短距离传输并不能有效地节省能耗。

由于这两类问题的存在，增加了不必要的传输路径，节点每次传输的能量未得到充分利用，从而大大降低网络寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供无线传感网中最大化生命周期的改进方法及终端，以提高无线传感网的网络寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

无线传感网中最大化生命周期的改进方法，包括步骤：

S1、将静态传感器节点的传输空间分割成一个以上的分格空间，位于每一个分格空间的静态传感器节点包括簇头节点和普通节点；

S2、每一个分格空间内的普通节点按照PEGASIS协议遴选簇头节点，将传输距离设置为固定的格内最大距离传输数据，直到所述普通节点的数据传输到簇头节点；

S3、每一个分格空间内的簇头节点以多跳的形式传输到靠近sink的上一个分格空间内的簇头节点内；

S4、位于最靠近sink的第一层的每一个分格空间内的簇头节点将数据传输给所述sink。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

无线传感网中最大化生命周期的改进终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：