基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)。包括：分簇優(yōu)化步驟，用于將無線傳感網(wǎng)絡(luò)劃分為包括簇頭節(jié)點和簇成員節(jié)點的簇；數(shù)據(jù)分割步驟，簇頭節(jié)點將簇成員節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù)流進行傳輸；路由選擇步驟，簇頭節(jié)點依次計算將數(shù)據(jù)傳輸至相鄰其它簇頭節(jié)點所消耗的能量，選擇能量消耗最小的其它簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下一跳節(jié)點?？傮w而言，本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠保障CH節(jié)點的性能最優(yōu)，實現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)在簇區(qū)域內(nèi)的穩(wěn)定傳輸；采取流分割的方式實現(xiàn)區(qū)域間傳輸路徑的最優(yōu)匹配，改善了路徑波動性對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?br>【專利說明】
基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)，尤其是設(shè)及一種基于分流優(yōu)化選擇的無線 傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線傳感網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)量巨大的廉價傳感器節(jié)點進行組網(wǎng)，能夠有效的提高工業(yè)生 產(chǎn)等過程中的智能化程度。然而，由于傳感器節(jié)點具有能量受限的特性，一旦發(fā)生電池耗盡 的現(xiàn)象，則將出現(xiàn)因匯聚通道抖動嚴重而導致控制及匯聚受阻的現(xiàn)象。
[0003] 為解決當前無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中客觀存在的數(shù)據(jù)難W穩(wěn)定傳輸匯聚的問題，現(xiàn)有 技術(shù)提出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸方法：
[0004] 例如，Akyildiz等基于改進的能量感知穩(wěn)定策略，提出了自適應(yīng)平衡方法(HDA方 法），有效減緩了數(shù)據(jù)隨機分布狀態(tài)下的穩(wěn)定傳輸問題，并優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸路徑。但是，該方 法對節(jié)點密度非均衡分布狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及傳輸狀態(tài)考慮的不夠，導致當節(jié)點密度較低 且分布不均衡情況下網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸抖動嚴重，降低了傳感網(wǎng)絡(luò)性能。
[0005] 例如，SicMtiu等提出了基于粒子映射穩(wěn)定機制的節(jié)點流平衡選擇方法(GCPS方 法），實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)下對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高效穩(wěn)定傳輸。然而，該機制對網(wǎng)絡(luò)傳輸受限狀 態(tài)下的考慮較少，難W在帶寬受限狀態(tài)下進行數(shù)據(jù)的高效穩(wěn)定傳輸。
[0006] 例如，Seema等提出了基于傳輸抖動控制的數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸方法，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸能 量的穩(wěn)定。但是該方法僅僅針對部分出現(xiàn)波動的分簇區(qū)域進行穩(wěn)定控制，對全網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸 波動方面考慮的不夠，削弱了方法的適用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)的W上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于分流優(yōu)化選擇的無 線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)，其目的在于：（1)解決當節(jié)點密度較低且分布不均衡時，傳 感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸抖動嚴重，性能下降的技術(shù)問題；（2)提高無線傳感網(wǎng)絡(luò)在帶寬受限狀態(tài) 下進行數(shù)據(jù)的效率和穩(wěn)定性；（3)對全網(wǎng)區(qū)域進行穩(wěn)定控制，提高數(shù)據(jù)傳輸方法適用范圍。 [000引為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于分流優(yōu)化選擇的無 線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：
[0009] 分簇優(yōu)化步驟，用于將無線傳感網(wǎng)絡(luò)劃分為包括簇頭節(jié)點和簇成員節(jié)點的簇；
[0010] 數(shù)據(jù)分割步驟，簇頭節(jié)點將簇成員節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù)流進 行傳輸；
[0011] 路由選擇步驟，簇頭節(jié)點依次計算將數(shù)據(jù)傳輸至相鄰其它簇頭節(jié)點所消耗的能 量，選擇能量消耗最小的其它簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下一跳節(jié)點。
[0012] 優(yōu)選的，上述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，所述數(shù)據(jù)分 割步驟中，簇頭節(jié)點將簇成員節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù)流進行傳輸;其中， 基于下式計算Num:
[0013]
[0014] 其中，n為調(diào)節(jié)參數(shù);B為簇頭節(jié)點的帶寬，i，k為簇頭節(jié)點。
[0015] 優(yōu)選的，上述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，所述路由選 擇步驟由-其平下才佛巧能吾'諧投爲/I、的且巧簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下一跳節(jié)點：
[0016]
[0017]式中，i為當前簇頭節(jié)點，k為i的下一跳簇頭節(jié)點為比例系數(shù)，取值為0.5-1 ;化 為簇成員節(jié)點被選取成為簇頭節(jié)點的選取系數(shù)，Time(i)為在周期T內(nèi)簇成員節(jié)點i成為簇 頭節(jié)點所消耗的輪詢時間；
[001引 甘由-賞平下管IiJ.
[0019]
[0020] 式中，CH為簇頭節(jié)點；
[0021 ] 其中，基于下式計算Time(i):
[0022]
[0023] 式中，AG [0，1]為路徑調(diào)整因子，TG [0，1]為簇頭節(jié)點的更新周期，COG [0，1]為 路徑遞歸因子。
[0024] 優(yōu)選的，上述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，所述分簇優(yōu) 化步驟中，所述簇頭節(jié)點基于簇成員節(jié)點的能量自感闊值調(diào)整簇成員節(jié)點被選為簇頭節(jié)點 的概率；
[0025] 其中，所述能量自感闊值基于W下公式：
[0026]
[0027] 式中，H(i)表示節(jié)點i已經(jīng)消耗的能量，i J為屬于相同簇的簇成員節(jié)點，PCH為簇 成員節(jié)點。
[0028] 優(yōu)選的，上述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，所述分簇優(yōu) 化步驟中，基于W下公式計算簇成員節(jié)點被選取成為簇頭節(jié)點的選取系數(shù)Wi,并且，當且僅 當m的數(shù)值大于簇頭節(jié)點的能量自感應(yīng)闊值H Dwr(CH)時，才進行更換：
[0029]
[0030] 巧中，CH為緩頭節(jié)點。
[0031] 優(yōu)選的，上述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，所述分簇優(yōu) 化步驟中，簇頭節(jié)點基于W下公式判斷是否進行簇頭節(jié)點的更換：
[0032]
[0033] 式中，Time(i)為周期T內(nèi)簇成員節(jié)點i成為簇頭節(jié)點所消耗的輪詢時間，AG [0，1] 為路徑調(diào)整因子，TG[0，1]為簇頭節(jié)點的更新周期，《G[0，1]為路徑遞歸因子；
[0034] 并且，當且僅當Time(i)小于T時，才進行簇頭節(jié)點的更新。
[0035] 為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種基于分流優(yōu)化選擇的 無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括：
[0036] 分簇優(yōu)化模塊，用于將無線傳感網(wǎng)絡(luò)劃分為包括簇頭節(jié)點和簇成員節(jié)點的簇；
[0037] 數(shù)據(jù)分割模塊，將簇成員節(jié)點發(fā)送至簇頭節(jié)點的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù)流 進行傳輸；
[0038] 路由選擇模塊，依次計算當前簇頭節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸至相鄰其它簇頭節(jié)點所消耗的 能量，選擇能量消耗最小的其它簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下一跳節(jié)點。
[0039] 優(yōu)選的，上述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)分 割模塊中，將簇成員節(jié)點發(fā)送到簇頭節(jié)點的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù)流進行傳輸;其 中，基于下式計算Num:
[0040]
[0041] 其中，n為調(diào)節(jié)參數(shù);B為簇頭節(jié)點的帶寬，i，k為簇頭節(jié)點。
[0042] 優(yōu)選的，上述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述路由選
擇模塊rfi 枕色b甚'泌甘它簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下一跳節(jié)點：
[0043]
[0044] 式中，i為當前簇頭節(jié)點，k為i的下一跳簇頭節(jié)點，4為比例系數(shù)，取值為0.5-1 為簇成員節(jié)點被選取成為簇頭節(jié)點的選取系數(shù)，Time(i)為在周期T內(nèi)簇成員節(jié)點i成為簇 頭節(jié)點所消耗的輪詢時間；
[0047] 式中，CH為簇頭節(jié)點；[004引其中，基于下式計算Time(i):
[004日] 甘rh丑:辛了非咎11.-
[0046]
[0049]
[0050] 式中，AG [0，1]為路徑調(diào)整因子，TG [0，1]為簇頭節(jié)點的更新周期，COG [0，1]為 路徑遞歸因子。
[0051] 優(yōu)選的，上述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述分簇優(yōu) 化模塊中，基于簇成員節(jié)點的能量自感闊值調(diào)整簇成員節(jié)點被選為簇頭節(jié)點的概率；
[0052]其中，所述能量自感闊值基于W下公式：
[0化3]
[0054] 式中，H(i)表示節(jié)點i已經(jīng)消耗的能量，i J為屬于相同簇的簇成員節(jié)點，PCH為簇 成員節(jié)點。
[0055] 總體而言，本發(fā)明所構(gòu)思的W上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點：（1)通 過區(qū)域內(nèi)能量消耗自適應(yīng)遞歸的方式對自感闊值的計算，采取綜合考慮優(yōu)選系數(shù)及輪詢時 間的方式完成區(qū)域結(jié)構(gòu)的更新，保障CH節(jié)點的性能最優(yōu)，實現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)在簇區(qū)域內(nèi)的穩(wěn)定 傳輸；（2)通過計算最優(yōu)流傳輸函數(shù)的方式對簇間傳輸鏈路進行篩選，采取流分割的方式實 現(xiàn)區(qū)域間傳輸路徑的最優(yōu)匹配，改善了路徑波動性對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀岣吡藬?shù)據(jù)傳輸?shù)?穩(wěn)定性能；（3)對全網(wǎng)區(qū)域進行了穩(wěn)定控制，提高數(shù)據(jù)傳輸方法適用范圍。
【附圖說明】
[0056] 附圖1是本發(fā)明的區(qū)域闊值成型流程圖；
[0057] 附圖2本發(fā)明的簇間分流優(yōu)化流程圖。
【具體實施方式】
[005引下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0059] 實施例：
[0060] 本實施例通過對網(wǎng)絡(luò)流資源進行分割優(yōu)化，實現(xiàn)簇內(nèi)優(yōu)化傳輸，同時針對簇間區(qū) 域路徑抖動問題，采取簇間路由優(yōu)化機制，最終達到路徑穩(wěn)定的目的。整個算法由基于自感 闊值的區(qū)域成型和簇間分流優(yōu)化兩個過程。
[0061] 1、基于自感闊值的區(qū)域成型
[0062] 在傳感網(wǎng)開始運作時候，承擔數(shù)據(jù)上傳任務(wù)的節(jié)點(UH節(jié)點）將自身精確時鐘信息 (Timer) W廣播形式發(fā)送，節(jié)點i在接收到Timer分組報文之后，根據(jù)自身位置坐標與UH節(jié)點 間進行距離計算，得到距離最近的節(jié)點作為簇頭節(jié)點（CH節(jié)點）。在確定自身隸屬的簇區(qū)域 后，節(jié)點i將自身標記為簇成員節(jié)點(PCH節(jié)點），并將自身信息WHel Io分組的形式廣播到CH 節(jié)點中。
[0063] 考慮到化Ilo分組攜帶了發(fā)射節(jié)點全部的能量消耗信息，可反映能量消耗速度，而 CH節(jié)點首先需要綜合考慮區(qū)域內(nèi)的其他節(jié)點能量消耗情況，然后根據(jù)能量情況的排序?qū)崿F(xiàn) 對區(qū)域內(nèi)的CH節(jié)點更新，因此可W根據(jù)區(qū)域內(nèi)其他節(jié)點能量加權(quán)評估的方式對當前CH節(jié)點 狀況進行估計。
[0064] CH節(jié)點在接收到He 1 Io分組之后，計算節(jié)點i的能量自感闊值叫。。,(i):
'I)
[0065]
[0066] 其中，H(i)表示節(jié)點i已經(jīng)消耗的能量，j為隸屬于與節(jié)點i同區(qū)域內(nèi)的其他PCH節(jié) 點。
[0067]若節(jié)點i希望通過選舉的方式成為CH節(jié)點，則需要通過模型（I)計算路徑自感闊 值，由于區(qū)域內(nèi)的任意一個節(jié)點都有機會被選取為CH節(jié)點，不妨設(shè)當前節(jié)點為i，其自感闊 值為H_DDDr(i)，顯然該闊值越大，表明該節(jié)點的性能越好，一旦當前CH節(jié)點出現(xiàn)故障，則節(jié)點 i被選舉為CH節(jié)點的可能性也就越大。為便于計算，通過綜合考慮區(qū)域內(nèi)節(jié)點的闊值加權(quán)E H_D〇〇r(i)并考慮當前CH節(jié)點對下一時刻的闊值具有正向的反饋，因此計算選取系數(shù)m來進 行CH節(jié)點競爭判斷：
[006J
I (2)
[0069] 當且僅當iii的數(shù)值大于H_dddt(CH)時，才進行簇頭節(jié)點更換。由于模型(2)的數(shù)值大 小對節(jié)點巧換討巧影響很大，在一吿周期T節(jié)點i成為CH節(jié)點所消耗的輪詢時間Time( i)為：
[0070]
(3)
[0071] 其甲，AGLO, 1」刃路?全調(diào)整巧于，TG [0，1]為簇頭節(jié)點的更新周期，O G [0，1]為 路徑遞歸因子。當僅當Time(i)小于T時，才進行CH節(jié)點的更新。
[0072] 整個區(qū)域闊值成型流程如圖1所示。從圖1可知，當前CH節(jié)點一方面不斷接受當前 PCH節(jié)點罰沒款的信息，同時將Timer分組進行廣播，且PCH節(jié)點不斷進行自感闊值的計算， 一旦當前PCH節(jié)點的自感闊值達到模型（2)的觸發(fā)條件，即進行CH節(jié)點更換，并建立新的簇 區(qū)域結(jié)構(gòu)，直到再次觸發(fā)更換條件為止。
[0073] 2、簇間分流優(yōu)化
[0074] 在完成區(qū)域闊值成型過程之后，將啟動簇間數(shù)據(jù)流資源的分割，CH節(jié)點在接收到 PCH節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)資源之后，將分割成多個并發(fā)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組，隨后將運些數(shù)據(jù)分組W 最小成本代價發(fā)送至其他CH節(jié)點。
[0075] 設(shè)某個CH節(jié)點在接收其他PCH節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)之后，W帶寬B將數(shù)據(jù)分割為Num個 獨立的數(shù)據(jù)流進行發(fā)送，對于該CH節(jié)點而言，下一跳的全部其他區(qū)域的CH節(jié)點均可W作為 傳輸路徑的下一跳節(jié)點，且通過合理選取下一跳的CH節(jié)點將能夠有效的降低發(fā)送能量開 支，因此對于當前CH節(jié)點i而言，計算其能力消耗H(i)及與其他節(jié)點k能量消耗H化)的比例， 能夠?qū)鬏攷掃M行再分配，同時降低能量消耗。此外數(shù)據(jù)發(fā)送過程中的最大帶寬不能超 過當前網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸帶寬B，因此可將當前數(shù)據(jù)分割為Num條子路徑的方式進行數(shù)據(jù)傳 輸。
[0076] Num的計算公式如下所示：
[0077]
(4)
[0078] 其中，n為調(diào)節(jié)參數(shù)，一般取區(qū)域內(nèi)節(jié)點個數(shù)的倒數(shù);B為簇頭節(jié)點的帶寬，i，k為簇 頭節(jié)點。
[0079] 當前CH節(jié)點完成對即將上傳的數(shù)據(jù)進行分割之后，設(shè)CH節(jié)點Q節(jié)點）將Num個獨立 的數(shù)據(jù)流傳輸至下一個CH節(jié)點，若為k節(jié)點，當Jii、Time (i)能夠同時與節(jié)點k實現(xiàn)比例最大 化，即化和Time(i)與化及Time化)的比值同時取最大時，說明傳輸中節(jié)點i消耗的能量最小，
消耗的時間罵'化^ ?麵罵'林^^齋^去輪^尿I游巾。。品足：
[0080] (5)
[0081] 共^|*^狐'口1]樂女義，一月又化。.〇~丄。
[0082] 當前CH節(jié)點通過不斷計算與其他節(jié)點之間的最優(yōu)函數(shù)，選取數(shù)值最大的最優(yōu)函數(shù) 對應(yīng)的節(jié)點k作為下一跳節(jié)點，則完成整個數(shù)據(jù)路徑選取優(yōu)化過程。
[0083] 整個流程如圖2所示。從流程圖可W看到，當前CH節(jié)點在選取傳輸路徑時，會首先 對可能的下一跳CH節(jié)點進行捜尋，并根據(jù)模型(4)、（5)計算結(jié)果得到最優(yōu)傳輸函數(shù)，然后將 前Num個最大的最優(yōu)傳輸函數(shù)對應(yīng)的下一跳CH節(jié)點作為傳輸節(jié)點，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸。該 過程不斷遞歸，直到數(shù)據(jù)被傳輸?shù)絪ink節(jié)點中為止。
[0084] 本文中所描述的具體實施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域 的技術(shù)人員可W對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代， 但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:包括： 分簇優(yōu)化步驟，用于將無線傳感網(wǎng)絡(luò)劃分為包括簇頭節(jié)點和簇成員節(jié)點的簇； 數(shù)據(jù)分割步驟，簇頭節(jié)點將簇成員節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù)流進行傳 輸； 路由選擇步驟，簇頭節(jié)點依次計算將數(shù)據(jù)傳輸至相鄰其它簇頭節(jié)點所消耗的能量，選 擇能量消耗最小的其它簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下一跳節(jié)點。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征 在于:所述數(shù)據(jù)分割步驟中，簇頭節(jié)點將簇成員節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù)流 進行傳輸;其中，基于下式計算Num:其中，η為調(diào)節(jié)參數(shù);B為簇頭節(jié)點的帶寬，i，k為簇頭節(jié)點。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征 在于： 所述路由選擇步驟中，基于下式選擇能量消耗最小的其它簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下 一跳節(jié)點：式中，i為當前簇頭節(jié)點，k為i的下一跳簇頭節(jié)點，Φ為比例系數(shù)，取值為0.5-1 ;μι為簇成 員節(jié)點被選取成為簇頭節(jié)點的選取系數(shù)，Time(i)為在周期Τ內(nèi)簇成員節(jié)點i成為簇頭節(jié)點 所消耗的輪詢時間； 其中，基于下式計算Wi:式中，CH為簇頭節(jié)點； 其中，基于下式計算Time(i):式中，λε[〇，ι]為路徑調(diào)整因子，Te[〇，i]為簇頭節(jié)點的更新周期，ωε[〇，ι]為路徑 遞歸因子。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征 在于:所述分簇優(yōu)化步驟中，所述簇頭節(jié)點基于簇成員節(jié)點的能量自感闊值調(diào)整簇成員節(jié) 點被選為簇頭節(jié)點的概率； 其中，所述能量自感闊值基于W下公式：式中，H(i)表示節(jié)點i已經(jīng)消耗的能量，i，j為屬于相同簇的簇成員節(jié)點，PCH為簇成員 節(jié)點。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征 在于:所述分簇優(yōu)化步驟中，基于W下公式計算簇成員節(jié)點被選取成為簇頭節(jié)點的選取系 數(shù)μ。并且，當且僅當μι的數(shù)值大于簇頭節(jié)點的能量自感應(yīng)闊值H_DDDr(CH)時，才進行更換：式中，CH為簇頭節(jié)點。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征 在于:所述分簇優(yōu)化步驟中，簇頭節(jié)點基于W下公式判斷是否進行簇頭節(jié)點的更換：式中，Time(i)為周期T內(nèi)簇成員節(jié)點i成為簇頭節(jié)點所消耗的輪詢時間，λε[〇，1]為路 徑調(diào)整因子，Te[〇，i]為簇頭節(jié)點的更新周期，ωε[〇，ι]為路徑遞歸因子； 并且，當且僅當Time(i)小于Τ時，才進行簇頭節(jié)點的更新。7. -種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于:包括： 分簇優(yōu)化模塊，用于將無線傳感網(wǎng)絡(luò)劃分為包括簇頭節(jié)點和簇成員節(jié)點的簇； 數(shù)據(jù)分割模塊，將簇成員節(jié)點發(fā)送至簇頭節(jié)點的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù)流進行 傳輸； 路由選擇模塊，依次計算當前簇頭節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸至相鄰其它簇頭節(jié)點所消耗的能 量，選擇能量消耗最小的其它簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下一跳節(jié)點。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征 在于:所述數(shù)據(jù)分割模塊中，將簇成員節(jié)點發(fā)送到簇頭節(jié)點的數(shù)據(jù)分割成Num條獨立的數(shù)據(jù) 流進行傳輸;其中，基于下式計算Num:其中，η為調(diào)節(jié)參數(shù);B為簇頭節(jié)點的帶寬，i，k為簇頭節(jié)點。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征 在于： 所述路由選擇模塊中，基于下式選擇能量消耗最小的其它簇頭節(jié)點作為傳輸數(shù)據(jù)的下 一跳節(jié)點：式中，i為當前簇頭節(jié)點，k為i的下一跳簇頭節(jié)點，Φ為比例系數(shù)，取值為ο . 5-1 ;μι為簇成 員節(jié)點被選取成為簇頭節(jié)點的選取系數(shù)，Time(i)為在周期Τ內(nèi)簇成員節(jié)點i成為簇頭節(jié)點 所消耗的輪詢時間； 其中，基于下式計算μι:式中，CH為簇頭節(jié)點； 其中，基于下式計算Time(i):式中，λε[〇，ι]為路徑調(diào)整因子，Te[〇，i]為簇頭節(jié)點的更新周期，ωε[〇，ι]為路徑 遞歸因子。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于分流優(yōu)化選擇的無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征 在于:所述分簇優(yōu)化模塊中，基于簇成員節(jié)點的能量自感闊值調(diào)整簇成員節(jié)點被選為簇頭 節(jié)點的概率； 其中，所述能量自感闊值基于W下公式：式中，H(i)表示節(jié)點i已經(jīng)消耗的能量，i J為屬于相同簇的簇成員節(jié)點，PCH為簇成員 節(jié)點。
【文檔編號】H04W40/14GK105979560SQ201610536773
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】胡艷華, 崔亞楠, 張恒
【申請人】廣西科技大學鹿山學院