无线传感器网络低功耗分簇路由算法研究

3 算法描述

本算法采用LEACH算法中"轮"的思想,每一轮工作由2个阶段组成：一是簇的建立阶段；二是数据传输阶段。在簇的建立阶段,主要完成簇首的选娶簇的生成,以及时限的分配；在数据传输阶段,主要完成的是各个传感器节点把采集到的数据逐层上传到基站,其中包括必要的数据融合、数据加密等处理。

3．1 簇的结构及首轮簇首选举

在无线传感器网络分簇算法的研究中,大部分都是在网络簇的同构模型上进行研究,例如如何使各个簇的节点数目尽量相同、簇的大小尽量相同,在此基础上有效地降低能量的消耗。多数的分簇算法都采用簇首多跳将数据传输到基站,使得距离基站较近的节点不但要收集本簇内节点传送上来的数据,而且同时要转发其他比它距离基站远的簇首节点发送的数据,这就使得距离基站较近的节点要比远离基站的簇首节点消耗更多的能量。如果采用簇结构同构的分簇方法,往往距离基站较近的簇首能量消耗要相对大,导致新一轮的簇首选举,造成整个网络暂停工作,甚至于节点早期进入死亡阶段。为了避免这种情况发生,本算法初步采用簇大小异构的方法,即距离基站远的簇结构比距离基站近的簇结构大,来均衡转发数据的能量消耗。

在网络部署阶段,基站用一个给定的发送功率向网络内广播一个信号。每个传感器节点在接收到此信号后,根据接收信号的强度计算它到基站的近似距离。获得这个距离,不仅有助于传感器节点向基站传输数据时选择合适的发送功率以降低能量消耗,而且它还是算法构造大小非均匀的簇的必需信息之一。非均匀分簇网络结构如图2所示。

来源：维库开发网.Etta