[发明专利]一种地下管廊无线传感器网络路由方法及系统

权利要求书

1.一种地下管廊无线传感器网络路由方法，其特征在于，包括：

采用LEACH方法对节点进行分簇；其中，节点包括非中继节点和中继节点；LEACH方法中，选择簇首用的判决函数考虑了节点剩余能量和距离的影响因子；

根据分簇结果，采用遗传算法，获取节点数据传输路由的次优解；

将次优解映射作为初始信息素浓度，采用蚁群算法，获取节点数据传输路由的最优解。

2.根据权利要求1所述的一种地下管廊无线传感器网络路由方法，其特征在于，非中继节点包括普通节点和高级节点，其中，普通节点和高级节点随机部署，中继节点部署在地下管廊分段的几何中心。

3.根据权利要求1所述的一种地下管廊无线传感器网络路由方法，其特征在于，判决函数为：

其中，T_i为选择簇首用的阈值，p为预期的簇首占比，G为前轮1/P中没有成为簇首的节点集合，r为当前轮次，m_i为当前节点i剩余能量和距离的影响因子。

4.根据权利要求3所述的一种地下管廊无线传感器网络路由方法，其特征在于，影响因子的计算公式为：

其中，α、β为权重系数，α+β＝1，E_i为当前节点i的剩余能量，E_avg为当前节点的平均剩余能量，d_i为当前节点i到中继节点的距离，d_avg为地下管廊分段内非中继节点到中继节点的平均距离。

5.根据权利要求4所述的一种地下管廊无线传感器网络路由方法，其特征在于，传感器节点平均剩余能量的计算公式为：

E_avg＝E_ttl-r*E_ac

其中，E_ttl为初始总能量，E_ac为每轮消耗能量的平均估计值。

6.根据权利要求1所述的一种地下管廊无线传感器网络路由方法，其特征在于，根据分簇结果，采用遗传算法，获取节点数据传输路由的次优解，包括：

根据分簇结果，采用洪泛机制建立节点梯度分区；

根据节点梯度分区，采用遗传算法，获取节点数据传输路由的次优解。

7.一种地下管廊无线传感器网络路由系统，其特征在于，包括：

分簇模块：采用LEACH方法对节点进行分簇；其中，节点包括非中继节点和中继节点；LEACH方法中，选择簇首用的判决函数考虑了节点剩余能量和距离的影响因子；

遗传算法模块：根据分簇结果，采用遗传算法，获取节点数据传输路由的次优解；

蚁群算法模块：将次优解映射作为初始信息素浓度，采用蚁群算法，获取节点数据传输路由的最优解。

8.根据权利要求7所述的一种地下管廊无线传感器网络路由系统，其特征在于，分簇模块中判决函数为：

其中，T_i为选择簇首用的阈值，p为预期的簇首占比，G为前轮1/P中没有成为簇首的节点集合，r为当前轮次，m_i为当前节点i剩余能量和距离的影响因子。

9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至6所述的方法中的任一方法。

10.一种计算设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至6所述的方法中的任一方法的指令。