無線傳感網(wǎng)Sink節(jié)點(diǎn)的選擇方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無線傳感網(wǎng)Sink節(jié)點(diǎn)的選擇方法及系統(tǒng)，涉及無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包含步驟:S1、建立樸素貝葉斯分類模型；S2、依據(jù)所述樸素貝葉斯分類模型，源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息之前選擇最優(yōu)的Sink節(jié)點(diǎn)；S3、計(jì)算源節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)到下一跳節(jié)點(diǎn)的概率；所述源節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)依據(jù)計(jì)算出的概率選擇下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并最終到達(dá)所述最優(yōu)的Sink節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明通過源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息之前首先判斷將信息發(fā)送到當(dāng)前相對最優(yōu)的sink節(jié)點(diǎn)去，從而優(yōu)化了傳感網(wǎng)的路徑選擇。
【專利說明】無線傳感網(wǎng)Sink節(jié)點(diǎn)的選擇方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線傳感網(wǎng)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無線傳感網(wǎng)Sink節(jié)點(diǎn)的選 擇方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信、信息處理與傳感技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了無線傳感網(wǎng)技術(shù)（wirelesssensor networks，簡稱WSNs)的發(fā)展。無線傳感網(wǎng)由許許多多功能相同或不同的廉價微型傳感器 節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式組成了一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，微型傳感器節(jié)點(diǎn)能夠 監(jiān)測外部環(huán)境狀態(tài)信息，并把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠被處理的電信號，以揭示圍繞這些節(jié)點(diǎn) 的環(huán)境狀態(tài)，借此還可獲得一些遠(yuǎn)距離的、不易采集到的區(qū)域信息。無線傳感網(wǎng)技術(shù)在軍事 國防、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、智能家居等方面都有了廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 在無線傳感網(wǎng)領(lǐng)域，目前多sink節(jié)點(diǎn)路由領(lǐng)域也已經(jīng)被廣泛研究，多sink節(jié)點(diǎn)傳 感器網(wǎng)絡(luò)能產(chǎn)生不同的路由算法，在單一的sink節(jié)點(diǎn)環(huán)境下，路由路徑由單個sink節(jié)點(diǎn)初 始化，沿固定的方向傳輸數(shù)據(jù)，而在多sink節(jié)點(diǎn)無線傳感網(wǎng)中，路由路徑可由不同的sink 節(jié)點(diǎn)初始化，數(shù)據(jù)能夠沿不同的路徑傳輸。
[0004] 隨著無線傳感網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，多sink節(jié)點(diǎn)無線傳感網(wǎng)路由算法存在目標(biāo)sink節(jié) 點(diǎn)選擇單一的問題：大多數(shù)節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)sink節(jié)點(diǎn)都是固定好的。在源節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的時候 沒有充分考慮當(dāng)前最優(yōu)的目標(biāo)sink節(jié)點(diǎn)，因此將使網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載不夠均衡，減少了無線傳感 網(wǎng)絡(luò)的生存時間，同時還增加無線傳感網(wǎng)絡(luò)的擁塞度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一）解決的技術(shù)問題
[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種無線傳感網(wǎng)Sink節(jié)點(diǎn)的選擇方法及系統(tǒng)， 優(yōu)化了傳感網(wǎng)的路徑選擇。
[0007] (二）技術(shù)方案
[0008] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0009] 一種無線傳感網(wǎng)Sink節(jié)點(diǎn)的選擇方法，包含以下步驟：
[0010] S1、建立樸素貝葉斯分類模型；
[0011] S2、依據(jù)所述樸素貝葉斯分類模型，源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息之前選擇最優(yōu)的Sink節(jié) 點(diǎn)。
[0012] 優(yōu)選的，步驟S1中建立的樸素貝葉斯分類模型的方法為：
[0013] 假設(shè)D是由m個Sink節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的集合，集合D中的每個Sink節(jié)點(diǎn)用（n+1)維特 征向量（ai，a2，…，ai>C)來描述n個屬性的值和1個類變量值，其中％為屬性變量，ie1， 2,…，n，c為類變量；依據(jù)條件獨(dú)立性假設(shè)得到第一公式：

【權(quán)利要求】
1. 一種無線傳感網(wǎng)Sink節(jié)點(diǎn)的選擇方法，其特征在于，包含以下步驟： 51、 建立樸素貝葉斯分類模型； 52、 依據(jù)所述樸素貝葉斯分類模型，源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息之前選擇最優(yōu)的Sink節(jié)點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的選擇方法，其特征在于，步驟Sl中建立的樸素貝葉斯分類模型 的方法為： 假設(shè)D是由m個Sink節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的集合，集合D中的每個Sink節(jié)點(diǎn)用（n+1)維特征向量 (a"a2，…，a"C)來描述η個屬性的值和1個類變量值，其中為屬性變量，i e 1，2，…， n，c為類變量；依據(jù)條件獨(dú)立性假設(shè)得到第一公式：
3. 如權(quán)利要求2所述的選擇方法，其特征在于，步驟S2中源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息之前選擇 最優(yōu)的Sink節(jié)點(diǎn)的方法為： 521、 依據(jù)所述集合D和所述第一公式計(jì)算集合D中每一個Sink節(jié)點(diǎn)的各預(yù)設(shè)條件概 率密度之積P (XI Ci)，i e 1，2，…，m ;并計(jì)算集合D中每一個Sink節(jié)點(diǎn)的類別先驗(yàn)概率 P(Ci), i e 1,2,…，m ; 522、 依據(jù)所述條件概率密度之積P (X I Ci)和所述類別先驗(yàn)概率P (Ci)，計(jì)算集合D中每 一個Sink節(jié)點(diǎn)的類別后驗(yàn)概率PGi |x)，i e 1，2，…，m ; 523、 依據(jù)所述類別后驗(yàn)概率P (Ci I X)，得到集合D中所述類別后驗(yàn)概率P (Ci I X)最大時 所對應(yīng)的類變量c ; 524、 將所述類變量c對應(yīng)的Sink節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)sink節(jié)點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求3所述的選擇方法，其特征在于， 步驟S21中計(jì)算集合D中每一個Sink節(jié)點(diǎn)的條件概率密度P(x|Ci)的表達(dá)式為： P (X I Ci) =P (X11 Ci) *P (x21 Ci) *... *P (xn I Ci) 式中，PUjcihPUjcih-PUnlci)分另|J為集合D中每一 Sink節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的各預(yù)設(shè)條 件的概率密度； 步驟S22中計(jì)算類別后驗(yàn)概率P (c; Ix)的表達(dá)式為：
步驟S23中的得到集合D中的類變量c的表達(dá)式為： c = arg | Ci)P(Ci)] 0 1</</
5. 如權(quán)利要求1所述的選擇方法，其特征在于，步驟S2后，進(jìn)一部包含步驟S3 : 53、 計(jì)算源節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)到下一跳節(jié)點(diǎn)的概率；所述源節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)依據(jù)計(jì)算出 的概率選擇下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并最終到達(dá)所述最優(yōu)的Sink節(jié)點(diǎn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的選擇方法，其特征在于，步驟S3中通過源節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的 周圍節(jié)點(diǎn)的剩余能量計(jì)算所述源節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)到下一跳節(jié)點(diǎn)的概率，計(jì)算概率的表達(dá) 式為：
式中，分子為源節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的某個下一跳節(jié)點(diǎn)的剩余能量，分母為源節(jié)點(diǎn)或者 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的所有下一跳節(jié)點(diǎn)的剩余能量。
7. -種無線傳感網(wǎng)Sink節(jié)點(diǎn)的選擇系統(tǒng)，其特征在于，包含以下模塊： 模型建立模塊，建立樸素貝葉斯分類模型； 最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇模塊，依據(jù)所述樸素貝葉斯分類模型，源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息之前選擇最優(yōu) 的Sink節(jié)點(diǎn)。
8. 如權(quán)利要求7所述的選擇協(xié)同，其特征在于，進(jìn)一步包含模塊： 概率路由選擇模塊，計(jì)算源節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)到下一跳節(jié)點(diǎn)的概率；所述源節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點(diǎn)依據(jù)計(jì)算出的概率選擇下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并最終到達(dá)所述最優(yōu)的Sink節(jié)點(diǎn)。
【文檔編號】H04W84/18GK104519543SQ201310451592
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】張英海, 劉志強(qiáng), 徐俊, 王衛(wèi)東, 彭宏玉 申請人:北京郵電大學(xué)