能量。
[0045] 步骤204;考虑能量因素，根据簇头节点选举评价函数计算出阔值。
[0046] 步骤205;随机产生0-1之间的随机数。
[0047] 步骤206;判断阔值是否大于随机数，当阔值大于随机数时，继续步骤207,否则继 续步骤208。
[0048] 步骤207;确定该待评价节点为簇头节点，并继续步骤210。
[0049] 步骤208;确定该待评价节点为普通节点。
[0050] 步骤209;为普通节点请求簇头节点。
[0051] 步骤210 ;进入构建路由阶段。
[0052] 其中，步骤210中提及的构建路由阶段主要包括如下的步骤102-步骤103。
[005引步骤102 ;终端节点通过单跳连接到选择出的簇头节点。
[0054] 在选举出簇头节点后，终端节点采用单跳工作模式直接连接簇头节点，不转发任 何其他节点的数据，避免维护其它节点路由，简化网络协议，降低节点的功耗。
[00巧]步骤103 ;簇头节点通过多跳路径连接到汇聚节点，多跳路径至少包括一条主路 径和一条副路径。
[0056] 本发明实施例中，簇头节点之间由于距离较远采用多跳方式与汇聚节点通信。簇 头节点多跳路径的选择综合考虑能量和距离因素，每一跳都选择两条路径；一条主路径与 一条副路径，副路径在主路径节点负荷过重时承担负载均衡的作用。步骤103具体包括步 骤A1-A2 ;
[0057] 步骤A1、根据一阶无线通信能耗模型与潜在下一跳节点的剩余能量获取多跳路 径，多跳路径至少包括两条路径；一条主路径和一条副路径；
[0058] 步骤A2、当主路径节点负荷过重时，通过副路径节点连接到下一跳节点。
[0059] 图3为簇头节点主路径和副路径的多跳路由图，具体包括；簇头节点201有两条传 输路径：簇头节点202、簇头节点203,同理，主路径上的每一个节点都有两条路由选择，一 直到最终的簇头节点204。
[0060] 本发明实施例提供的一种无线传感网络功耗智能分配方法，综合考虑节点能量消 耗与网络整体功耗两方面的因素，采用分区多跳的网络功耗智能分配方法。具体的，通过包 括待评价节点的能量消耗的簇头节点选举评价函数选举簇头节点，有效的避免将低能量级 的节点选举为簇头节点，延长整个网络的生存期。同时，通过单跳与多跳相结合的方式构建 路由，终端节点采用单跳工作模式直接连接簇头节点，不转发任何其他节点的数据，避免维 护其它节点路由，简化网络协议，降低节点的功耗；簇头节点之间采用多跳方式与汇聚节点 通信，多跳路径的选择综合考虑能量和距离因素，根据一阶无线通信能耗模型与潜在下一 跳节点的剩余能量为评价标准获取可通信的路径，考虑每一跳都选择两条路径：一条主路 径与一条副路径，副路径在主路径节点负荷过重时承担负载均衡的作用。
[0061] 本发明实施例还提供一种无线传感网络，参见图4所示，包括：终端节点10、簇头 节点20和汇聚节点30 ;
[0062] 簇头节点20通过簇头节点选举评价函数在待评价节点中选出，簇头节点选举评 价函数的影响因子包括待评价节点的能量消耗；
[0063] 终端节点10通过单跳连接到选择出的簇头节点20;
[0064] 簇头节点20通过多跳路径连接到汇聚节点30,多跳路径至少包括一条主路径和 一条副路径。
[0065] 优选的，该簇头节点选举评价函数为：
[0066]
[0067] 其中，P表示节点当选为簇头节点的初始概率，R表示节点之前没有当选为簇头节 点的轮数，Ehit表示待评价节点的初始能量，E。表示待评价节点的剩余能量。
[0068] 优选的，簇头节点20包括：
[0069] 路径确定模块，用于根据一阶无线通信能耗模型与潜在下一跳节点的剩余能量获 取多跳路径，多跳路径至少包括两条路径；一条主路径和一条副路径；
[0070] 路径切换模块，用于当主路径节点负荷过重时，通过副路径节点连接到下一跳节 点。
[0071] 本发明能有多种不同形式的【具体实施方式】，上面W图1-图4为例结合附图对本发 明的技术方案作举例说明，该并不意味着本发明所应用的具体实例只能局限在特定的流程 或实施例结构中，本领域的普通技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方案只是多种 优选用法中的一些示例，任何体现本发明权利要求的实施方式均应在本发明技术方案所要 求保护的范围之内。
[0072] 最后应说明的是；W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种无线传感网络功耗智能分配方法，其特征在于，包括： 通过簇头节点选举评价函数在待评价节点中选择簇头节点，所述簇头节点选举评价函 数的影响因子包括所述待评价节点的能量消耗； 终端节点通过单跳连接到选择出的所述簇头节点； 所述簇头节点通过多跳路径连接到汇聚节点，所述多跳路径至少包括一条主路径和一 条副路径。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇头节点选举评价函数为：其中，P表示节点当选为簇头节点的初始概率，R表示节点之前没有当选为簇头节点的 轮数，Einit表示待评价节点的初始能量，￡"表示待评价节点的剩余能量。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过簇头节点选举评价函数在待评 价节点中选择簇头节点，包括： 统计待评价节点的初始能量和剩余能量； 根据所述簇头节点选举评价函数确定阈值P'(n); 随机产生0-1之间的随机数； 判断所述阈值P' (n)是否大于所述随机数； 当所述阈值P' (n)大于所述随机数时，确定所述待评价节点为簇头节点。4. 根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述簇头节点通过多跳路径连接 到汇聚节点，所述多跳路径至少包括一条主路径和一条副路径，包括： 根据一阶无线通信能耗模型与潜在下一跳节点的剩余能量获取多跳路径，所述多跳路 径至少包括两条路径：一条主路径和一条副路径； 当主路径节点负荷过重时，通过所述副路径节点连接到下一跳节点。5. -种无线传感网络，其特征在于，包括：终端节点、簇头节点和汇聚节点； 所述簇头节点通过簇头节点选举评价函数在待评价节点中选出，所述簇头节点选举评 价函数的影响因子包括所述待评价节点的能量消耗； 所述终端节点通过单跳连接到选择出的所述簇头节点； 所述簇头节点通过多跳路径连接到所述汇聚节点，所述多跳路径至少包括一条主路径 和一条副路径。6. 根据权利要求5所述的无线传感网络，其特征在于，所述簇头节点选举评价函数为：其中，P表示节点当选为簇头节点的初始概率，R表示节点之前没有当选为簇头节点的 轮数，Einit表示待评价节点的初始能量，￡"表示待评价节点的剩余能量。7. 根据权利要求5或6所述的无线传感网络，其特征在于，所述簇头节点包括： 路径确定模块，用于根据一阶无线通信能耗模型与潜在下一跳节点的剩余能量获取多 跳路径，所述多跳路径至少包括两条路径：一条主路径和一条副路径； 路径切换模块，用于当主路径节点负荷过重时，通过所述副路径节点连接到下一跳节 点。
【专利摘要】本发明公开了一种无线传感网络功耗智能分配方法及无线传感网络，其中，该方法包括：通过簇头节点选举评价函数在待评价节点中选择簇头节点，簇头节点选举评价函数的影响因子包括待评价节点的能量消耗；终端节点通过单跳连接到选择出的簇头节点；簇头节点通过多跳路径连接到汇聚节点，多跳路径至少包括一条主路径和一条副路径。该无线传感网络功耗智能分配方法综合考虑节点能量消耗与网络整体功耗两方面的因素，通过单跳与多跳结合的方式组建路由，有效的避免将低能量级的节点选举为簇头节点，延长整个网络的生存期，还可以简化网络协议，降低节点的功耗。
【IPC分类】H04W40/24, H04W52/34, H04W84/18
【公开号】CN104918294
【申请号】CN201410336704
【发明人】刘柱, 周子冠, 李祥珍, 欧清海
【申请人】国家电网公司, 南京南瑞集团公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年7月15日