[发明专利]无线传感器网络的多sink部署与容错方法

摘要

本发明涉及无线传感器网络的多sink部署与容错方法，首先提出的基于改进粒子群聚类的多sink优化部署方法，将改进的粒子群算法与K‑均值聚类相结合，对网络区域内所有传感器节点进行聚类和分区，多个sink节点分别部署在每一类的中心，以达到网络分区合理、多sink节点部署优化的效果；同时针对多sink网络中某个sink节点失效的情况，提出一个带容错机制的路由算法，采用多路径路由的容错机制，创建从源节点到不同sink节点的两条路径，当某个sink节点失效时，激活备选路由。本发明在无线传感器网络中部署多个sink节点可以提高网络的可靠性，当一个sink节点发生故障时，还有另外几个sink节点可以替代该sink节点的工作，保证网络的可靠运行，延长了网络的生命周期。

主权项

无线传感器网络的多sink部署与容错方法，无线传感器网络中部署多个sink节点，其特征是：包括多sink部署方法和容错方法；先利用改进的粒子群聚类算法对多sink的部署进行优化，优化部署完成后，在每个子网区域内再次利用改进的粒子群聚类算法，对传感器节点进行分簇，然后针对多sink网络中某个sink节点失效的情况，利用带容错机制的路由算法，采用多路径路由的策略，创建从源节点到不同sink节点的两条路径，当某个sink节点失效时，激活备选路由，从而保证无线传感网络的可靠运行；所述改进的粒子群聚类算法是指改进惯性权重计算的粒子群算法和加入扰动因素；惯性权重计算改进为：${\mathrm{\ω}}^k=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\ω}}_{\min },& {\mathrm{\ω}}^k\<{\mathrm{\ω}}_{\min }\\ {\mathrm{\ω}}_{\min }+\mathrm{\σ}\frac{|f_i^k-f_{gb}^k|}{f_{gb}^k}\×({\mathrm{\ω}}_{\max }-{\mathrm{\ω}}_{\min }),& 0.5\≤{\mathrm{\ω}}^k\≤0.9\\ {\mathrm{\ω}}_{\max },& {\mathrm{\ω}}^k\>{\mathrm{\ω}}_{\max }\end{array}\right.;$其中，k为迭代次数，ω^k为第k次迭代的惯性权重，ω_max、ω_min分别表示最大惯性权重和最小惯性权重；表示第k代第i个粒子的适应度，表示第k代粒子群的全局最优解。