[发明专利]基于聚类和模糊系统的无线传感器网络分簇路由协议方法

摘要

本发明涉及一种基于聚类和模糊系统的无线传感器网络分簇路由协议方法，采用K‑means++聚类算法通过迭代将网络分为k个最优的固定簇，首轮簇头由汇聚节点通过模糊系统计算各个节点的优先度，排序后指定簇内优先度最大的节点为簇头节点；随后每轮开始，簇头节点记录簇内节点距离和能量信息，通过模糊系统计算优先度，排序后将优先度最大的作为下轮簇头。本发明设计合理，其仅在第一轮时参与簇头选举，之后簇头选举便分布式运行，每轮的簇头节点可以直接决定下轮簇头的节点ID，无需簇内节点与汇聚节点直接通信，大大降低了能耗，提高了网络性能。

主权项

1.一种基于聚类和模糊系统的无线传感器网络分簇路由协议，其特征在于包括以下步骤：步骤1、汇聚节点采用聚类算法通过迭代将无线传感器网络分为k个最优的固定簇；步骤2、汇聚节点用基于模糊系统的分簇算法计算出模糊规则，将模糊规则以及每个节点自身的节点到汇聚节点的距离Dtos、节点到簇的中心点的距离Dtoc和所属的簇的编号分发给每个节点；步骤3、首轮汇聚节点通过模糊系统计算出每个簇中簇头的优先度Pchoose的最大值，拥有最大簇头的优先度Pchoose的节点为所在簇的簇头，汇聚将簇头的节点ID以及对应簇的编号广播，节点识别出并记录所在簇的簇头ID；步骤4、簇内通信采用TDMA方式，簇头节点给各个簇内节点分配时隙，每轮最后一个时隙空出，用来广播下轮簇头的节点ID；簇内节点在自己的时隙内将自己的剩余能量、汇聚节点的距离Dtos、节点到簇的中心点的距离Dtoc和采集的数据发送给簇头，簇头接收、融合簇内节点采集的数据，处理后将数据包转发给汇聚节点；步骤5、簇头节点在完成本轮簇内节点数据传输后，将收到的簇内各节点的剩余能量归一化，计算节点的剩余能量Eres，采用模糊系统计算出最大簇头的优先度Pchoose，找出最大的Pchoose的节点ID，作为下一轮簇头，并将其广播；步骤6、网络正常工作时，重复步骤4和步骤5。