一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署及供電方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署及供電方法，包括構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連通覆蓋的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)利用預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)路由路徑選擇算法確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中能耗熱點(diǎn)的位置；根據(jù)能耗熱點(diǎn)的位置進(jìn)行可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署，并將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電池節(jié)點(diǎn)的部署；根據(jù)可再生能源節(jié)點(diǎn)的供電狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整電池節(jié)點(diǎn)的供電策略。本發(fā)明可再生能源節(jié)點(diǎn)數(shù)量有限約束下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)能耗熱點(diǎn)位置，確定可再生能源節(jié)點(diǎn)的數(shù)量與位置，完成不同能量源節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合部署，并根據(jù)可再生能源采集轉(zhuǎn)化的情況，決定不同節(jié)點(diǎn)的工作任務(wù)與狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)穩(wěn)定工作與可再生能源的最大化利用。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署及供電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署及供電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方便、精確地獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)環(huán)境信息，已經(jīng)成為指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高作物產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行農(nóng)田信息采集時(shí)，針對(duì)農(nóng)田面積大、傳感器節(jié)點(diǎn)眾多的特點(diǎn)，如何有效地部署節(jié)點(diǎn)成為研究的重點(diǎn)之一。而且現(xiàn)有農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一般采用電池供電方式，電池能量有限，在大規(guī)模農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，存在節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，部署面積大，分布不均等問(wèn)題，使得進(jìn)行電池更換十分麻煩，但耕作季較長(zhǎng)的作物又要求系統(tǒng)必須有較長(zhǎng)的壽命，能量供給問(wèn)題成為制約農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要瓶頸問(wèn)題之一。可再生能源節(jié)點(diǎn)是近年來(lái)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的新思路，在農(nóng)田環(huán)境中太陽(yáng)能、風(fēng)能資源豐富，通過(guò)可再生能源的引入，可以從根本上解決農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量供給問(wèn)題。
[0003]目前節(jié)點(diǎn)部署研究主要包括結(jié)構(gòu)化部署和隨機(jī)部署兩種。如何通過(guò)一定的布局策略，在盡量不增加節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和布設(shè)成本的基礎(chǔ)上，滿足網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性和連通性要求，是近年來(lái)研究的一個(gè)重要方向。而可再生能源節(jié)點(diǎn)的引入可以從根本上解決無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗瓶頸的問(wèn)題，也成為一個(gè)新的研究方向，但該方面的研究主要集中于可再生能源收集轉(zhuǎn)化部分。其中，在現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)部署研究中，孫玉文等人提出了一種正六邊型節(jié)點(diǎn)部署方法，利用NS2仿真環(huán)境，對(duì)正四邊形網(wǎng)格、正六邊形網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)部署的節(jié)點(diǎn)覆蓋效率以及節(jié)點(diǎn)能耗、端到端平均時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行仿真對(duì)比，得出各方法間覆蓋及網(wǎng)絡(luò)效率的優(yōu)劣。但仿真實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景只針對(duì)純電池供電節(jié)點(diǎn)，且并未考慮網(wǎng)絡(luò)不同位置不同角色節(jié)點(diǎn)的非均勻耗能問(wèn)題。發(fā)明專利“一種面向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的WSN節(jié)點(diǎn)部署方法”(申請(qǐng)?zhí)?201310306040.4)將整個(gè)WSN網(wǎng)絡(luò)分成多個(gè)一級(jí)固定簇頭(I)、多個(gè)二級(jí)簇頭(2)、多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)(3)和Sink節(jié)點(diǎn)，其中一級(jí)固定簇頭屬于總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，依次排列最終與Sink節(jié)點(diǎn)相連，每一個(gè)固定簇頭和多個(gè)二級(jí)非固定簇頭相連通，一個(gè)二級(jí)非固定簇頭和多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)相連通，一級(jí)固定簇頭和Sink節(jié)點(diǎn)采用太陽(yáng)能供電以減小能耗和提高可靠性。發(fā)明專利“基于太陽(yáng)能電源模塊的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)”(申請(qǐng)?zhí)?201210428762.2)提供了一種基于太陽(yáng)能電源模塊的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，包括傳感器模塊、射頻模塊、微控制模塊和太陽(yáng)能電源模塊，通過(guò)引入新的可再生能源，減少或無(wú)需更換電池，增加物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的工作時(shí)間，大大降低人力、物力成本。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的節(jié)點(diǎn)部署方法均是針對(duì)普通電池節(jié)點(diǎn)，未考慮可再生能源節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)景；引入可再生能源的研究主要圍繞在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)層面，充放電管理等內(nèi)容，并未針對(duì)可再生能源以及網(wǎng)絡(luò)能耗不均的特點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)部署以及供電策略優(yōu)化。此外，目前常用的兩類節(jié)點(diǎn)部署方法，隨機(jī)化部署存在著分布不均勻?qū)е碌墓?jié)點(diǎn)利用率不高、易造成區(qū)域重復(fù)覆蓋或覆蓋空洞、無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連通性等問(wèn)題。結(jié)構(gòu)化部署存在著不靈活，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景的限制造成部分位置不可布設(shè)，以及不適合非均勻環(huán)境等問(wèn)題；現(xiàn)有技術(shù)中單純采用增加節(jié)點(diǎn)布設(shè)密度來(lái)滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和連通性，則必然造成資源和成本的浪費(fèi)。而且對(duì)于在農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中引入可再生能源節(jié)點(diǎn)的研究目前還處于起步階段，現(xiàn)有的研究成果主要集中在如何有效的利用農(nóng)田中易于獲取的可再生能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能等。設(shè)計(jì)高效可靠的能量轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存電路是研究的熱點(diǎn)。現(xiàn)有研究所沒有考慮到的問(wèn)題是，可再生能源的收集轉(zhuǎn)換裝置，如太陽(yáng)能電池板或發(fā)電風(fēng)機(jī)等均存在成本較高問(wèn)題，大規(guī)模農(nóng)田監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)數(shù)量繁多，全部使用可再生能源供電從成本上無(wú)法承受。另一方面，農(nóng)田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一般體積小，以減少對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的影響，但太陽(yáng)能電池板或發(fā)電風(fēng)機(jī)一般體積較大，大量節(jié)點(diǎn)使用不但會(huì)影響生產(chǎn)作業(yè)，甚至?xí)p少可正常種植的土地面積。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中并無(wú)大規(guī)模農(nóng)田應(yīng)用環(huán)境下，結(jié)合可再生能源節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)部署方法與混合供電策略的相關(guān)技術(shù)研究，所以對(duì)于無(wú)線傳感器在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用成本的要求，在滿足環(huán)境監(jiān)測(cè)要求的前提下，如何確定可再生能源節(jié)點(diǎn)部署的最適合的位置與數(shù)量，以及如何進(jìn)行能量配置，以達(dá)到可再生能源的最大利用，減少電池電量的消耗，從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)整體生存周期是需要研究解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署及供電方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中如何確定可再生能源節(jié)點(diǎn)部署的最適合的位置與數(shù)量，以及如何進(jìn)行能量配置，以達(dá)到可再生能源的最大利用，減少電池電量的消耗的問(wèn)題，從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)整體生存周期。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署及供電方法，包括:
[0010]構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連通覆蓋的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0011]根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)利用預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)路由路徑選擇算法確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中能耗熱點(diǎn)的位置；
[0012]根據(jù)所述能耗熱點(diǎn)的位置進(jìn)行可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署，并將所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電池節(jié)點(diǎn)的部署；
[0013]根據(jù)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的供電狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述電池節(jié)點(diǎn)的供電策略實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混合供電。
[0014]優(yōu)選地，所述構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連通覆蓋的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具體包括:
[0015]根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)域面積與節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍確定所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；
[0016]在所述監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)框架部署得到結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)框架；
[0017]根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)數(shù)量對(duì)所述結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)框架進(jìn)行節(jié)點(diǎn)填充形成所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0018]優(yōu)選地，所述方法還包括:
[0019]當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在局部空洞或孤立節(jié)點(diǎn)時(shí)，則增加節(jié)點(diǎn)對(duì)所述空洞進(jìn)行空洞修復(fù)或?qū)λ龉铝⒐?jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。
[0020]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述能耗熱點(diǎn)的位置進(jìn)行可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署具體包括:
[0021]在網(wǎng)絡(luò)總能耗最小的約束條件下確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中可再生能源節(jié)點(diǎn)的數(shù)量；
[0022]根據(jù)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的數(shù)量在所述能耗熱點(diǎn)的位置利用模擬退火算法確定可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署位置。
[0023]優(yōu)選地，所述根據(jù)可再生能源節(jié)點(diǎn)的數(shù)量在所述能耗熱點(diǎn)的位置利用模擬退火算法確定可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署位置具體包括:
[0024]在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中能耗熱點(diǎn)的位置隨機(jī)選取X個(gè)節(jié)點(diǎn)作為暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)，若所述暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)間存在互為可達(dá)鄰居的節(jié)點(diǎn)，則重新進(jìn)行節(jié)點(diǎn)選取，否則對(duì)于所述暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)中的任一節(jié)點(diǎn)Si,記其可達(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為Ni,其中與其他暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)的公共可達(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為Ci,若存在Si的鄰居節(jié)點(diǎn)Sj滿足C/Q，則將暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)的位置由Si調(diào)整為S」，其中，Cj為節(jié)點(diǎn)Sj與其他暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)的公共可達(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；若存在多個(gè)滿足條件的鄰居節(jié)點(diǎn)SpSm、Sn，則選取其可達(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)更接近平均簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的節(jié)點(diǎn)替代節(jié)點(diǎn)Si作為新的暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)的位置，表達(dá)式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署及供電方法，其特征在于，包括: 構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連通覆蓋的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)利用預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)路由路徑選擇算法確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中能耗熱點(diǎn)的位置； 根據(jù)所述能耗熱點(diǎn)的位置進(jìn)行可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署，并將所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電池節(jié)點(diǎn)的部署； 根據(jù)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的供電狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述電池節(jié)點(diǎn)的供電策略實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混合供電。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連通覆蓋的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具體包括: 根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)域面積與節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍確定所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量； 在所述監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)框架部署得到結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)框架； 根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)數(shù)量對(duì)所述結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)框架進(jìn)行節(jié)點(diǎn)填充形成所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在局部空洞或孤立節(jié)點(diǎn)時(shí)，則增加節(jié)點(diǎn)對(duì)所述空洞進(jìn)行空洞修復(fù)或?qū)λ龉铝⒐?jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述能耗熱點(diǎn)的位置進(jìn)行可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署具體包括: 在網(wǎng)絡(luò)總能耗最小的約束條件下確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中可再生能源節(jié)點(diǎn)的數(shù)量; 根據(jù)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的數(shù)量在所述能耗熱點(diǎn)的位置利用模擬退火算法確定可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署位置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)可再生能源節(jié)點(diǎn)的數(shù)量在所述能耗熱點(diǎn)的位置利用模擬退火算法確定可再生能源節(jié)點(diǎn)的部署位置具體包括: 在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中能耗熱點(diǎn)的位置隨機(jī)選取X個(gè)節(jié)點(diǎn)作為暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)，若所述暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)間存在互為可達(dá)鄰居的節(jié)點(diǎn)，則重新進(jìn)行節(jié)點(diǎn)選取，否則對(duì)于所述暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)中的任一節(jié)點(diǎn)Si,記其可達(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為Ni,其中與其他暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)的公共可達(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為Ci,若存在Si的鄰居節(jié)點(diǎn)Sj滿足CjWi,則將暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)的位置由Si調(diào)整為Sj，其中，Cj為節(jié)點(diǎn)Sj與其他暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)的公共可達(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；若存在多個(gè)滿足條件的鄰居節(jié)點(diǎn)SpS1^Sn，則選取其可達(dá)鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)更接近平均簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的節(jié)點(diǎn)替代節(jié)點(diǎn)Si作為新的暫定可再生能源節(jié)點(diǎn)的位置，表達(dá)式如下:
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)可再生能源節(jié)點(diǎn)的供電狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述電池節(jié)點(diǎn)的供電策略實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混合供電具體包括: 根據(jù)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的供電狀態(tài)對(duì)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)分類； 當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，根據(jù)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)類別按照預(yù)設(shè)規(guī)則調(diào)整所述電池節(jié)點(diǎn)的供電策略。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的供電狀態(tài)對(duì)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)分類具體為: 當(dāng)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)工作時(shí)，產(chǎn)生的可再生能源在供給節(jié)點(diǎn)消耗后還剩余能量可以給電池充電時(shí)，則所述可再生能源節(jié)點(diǎn)為全節(jié)點(diǎn)； 當(dāng)所述可再生 能源節(jié)點(diǎn)工作時(shí)，除了消耗產(chǎn)生的可再生能源能量外還需要消耗電池預(yù)先存貯的能量時(shí)，則所述可再生能源節(jié)點(diǎn)為半節(jié)點(diǎn)； 當(dāng)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)工作時(shí)，自身不能產(chǎn)生能量且完全消耗電池預(yù)先存貯的能量時(shí)，則所述可再生能源節(jié)點(diǎn)為零節(jié)點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)可再生能源節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)類別按照預(yù)設(shè)規(guī)則調(diào)整所述電池節(jié)點(diǎn)的供電策略具體包括: 當(dāng)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)為全節(jié)點(diǎn)時(shí)，則所述可再生能源節(jié)點(diǎn)為全功能簇頭節(jié)點(diǎn)，廣播全功能簇頭成簇消息，所述電池節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述全功能簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送的成簇消息進(jìn)行成簇； 當(dāng)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)為半節(jié)點(diǎn)或零節(jié)點(diǎn)時(shí)，則根據(jù)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的剩余能量決定節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)，如果所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的剩余能量大于等于預(yù)設(shè)閾值，則進(jìn)行簇頭節(jié)點(diǎn)劃分，得到功能等級(jí)依次降低的全功能簇頭節(jié)點(diǎn)、部分功能簇頭節(jié)點(diǎn)和二級(jí)簇頭節(jié)點(diǎn)，如果所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的剩余能量小于預(yù)設(shè)閾值則放棄主動(dòng)成為簇頭節(jié)點(diǎn)，所述電池節(jié)點(diǎn)根據(jù)發(fā)送成簇消息的簇頭節(jié)點(diǎn)的功能等級(jí)進(jìn)行成簇。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述可再生能源節(jié)點(diǎn)的剩余能量小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)發(fā)送簇頭選舉消息進(jìn)行簇頭節(jié)點(diǎn)選取，具體包括: 發(fā)送所述簇頭選舉消息的節(jié)點(diǎn)和僅收到所述簇頭選舉消息的電池節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自我能量感知，計(jì)算自身選舉權(quán)重，公式如下:
Wi = EiKl+^-) 其中，Ei代表節(jié)點(diǎn)的歸一化能量值，Di代表節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)度； 將所述權(quán)重值進(jìn)行廣播； 選取權(quán)重值最大的節(jié)點(diǎn)作為選舉簇頭節(jié)點(diǎn)，所述選舉簇頭節(jié)點(diǎn)屬于二級(jí)簇頭節(jié)點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于，所述全功能簇頭節(jié)點(diǎn)與部分功能簇頭節(jié)點(diǎn)成簇后均將簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的上報(bào)數(shù)據(jù)以一跳方式回傳至sink節(jié)點(diǎn)；所述二級(jí)簇頭節(jié)點(diǎn)與選舉簇頭節(jié)點(diǎn)成簇后收集簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺δ艽仡^節(jié)點(diǎn)或部分功能簇頭節(jié)點(diǎn)，并由所述全功能簇頭節(jié)點(diǎn)或部分功能簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二跳傳輸將數(shù)據(jù)回傳至sink節(jié)點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H04W52/02GK103987055SQ201410227983
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】趙春江, 吳華瑞, 繆祎晟, 李飛飛, 陳誠(chéng) 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心