专利名称：一种具有动态簇头算法的多层wsn无线传感网组网方法
—种具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法
技术领域：
本发明涉及一种WSN无线传感网的组网方法，特别涉及一种具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法。
背景技术：
目前物联网的技术发展非常迅速，从组网方式来说有星形网、树状网、mesh网，从层数来说有平面网和多层网络，星状网、树状网要组成很大的网络非常困难，其中的骨干节点由于负荷最大也容易最先损坏，造成整个网络或大片网络的瘫痪，mesh网尽管网络非常健壮，但是由于路由协议非常复杂，节点很多时会造成组网非常困难，由于传输路径较长、 传输速度慢，而多层网络由于采用了分层管理，但是簇头一般采用指定簇头的方法，簇头负荷最大是网络的薄弱环节，因此就需要一种能通过节点自动算出簇头的组网方法，保证网络的安全性和畅通性
发明内容
本发明提供了一种具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法，保证在某一个簇头出现问题时不会导致网络大面积瘫痪。本发明所采用的技术方案是一种具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法，首先将整个网络分为多层，每一层为一级，一级由若干个节点组成，所述若干个节点根据共性将其分为多个簇，每个簇内选取一个簇头，该多个簇头形成高一级的节点，以此类推,形成整个无线传感网，所述簇头如果出现问题不能工作，则根据选取簇头的方法重新选取簇头。作为本发明的优选实施例，所述簇头根据最短路径原则、最小能耗原则、能量平衡原则、地理位置信息、负荷平衡原则，以及每簇节点的最大节点数、簇内成员最大跳数、通信延迟、信号强度、环境噪声范围中的一项或几项的组合；作为本发明的优选实施例，以最短路径原则选取簇头的方法为首先在最低一级的所有节点中，计算任意一个节点与其他节点之间的距离，然后将计算出来的所有距离进行排序，选取距离所有节点距离最短的节点作为簇头；如果该簇头出现问题不能工作，则重复上述方法，重新选取簇头；作为本发明的优选实施例，在向上一级通信时，簇内成员首先把数据发送给簇头，簇头再把数据发送给集中器或上一级的簇头。向下一级通信时，集中器把数据发送给高一级簇头，高一级簇头把数据发送给低一级簇头，最终簇头把数据发送到最低一级的节点。本发明具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法至少具有以下优点本发明首先将最低一级的所有节点根据其共性分为若干个簇，然后在每个簇内选取出簇头，最低一级的簇头形成高一级的节点，依次类推，形成整个网络，这样，当某一个簇头出现问题不能工作时，根据选取簇头的方法重新选取出新的簇头，这样，在初始选取的簇头出现问题后，新的簇头可以保证整个网络的正常运行，避免了因为某一个簇头不能正常工作而引起的网络大面积瘫痪的问题出现。
具体实施方式下面对本发明具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法做进一步详细阐述本发明旨在实现一种能够动态推举簇头的组网方法。为实现本发明，在网络的结构上设计为多层，每一层，称之为一级，每一级包括若干个节点，这些节点根据一定规则被分为多个簇，每一个簇头选取一个代表作为簇头，这些簇头形成高一级的节点，以此类推，形成整个网络。所述簇头是根据一定的规则选取出来的，如果作为簇头的节点出现问题，则根据所述规则重新选取簇头，这样，在簇头出现问题后，可以快速的选出另一个节点作为簇头，
避免了因为簇头出现问题而导致网络大面积瘫痪的问题。低一级的节点根据一定的规则形成多个簇，簇内成员根据一定的规则计算出簇头，簇头形成高一级的节点再计算更高一级的簇头一次类推。上述选取簇头的规则是根据实际需要确定的，这些规则包括最短路径原则、最小能耗原则、能量平衡原则、地理位置信息、负荷平衡原则以及每簇节点的最大节点数、簇内成员最大跳数、通信延迟、信号强度、环境噪声范围等规则中的一项或几项进行综合判断。以最短路径原则为例，选取簇头的方法如下首先在最低一级的所有节点中，计算任意一个节点与其他节点之间的距离，然后将计算出来的所有距离进行排序，选取距离所有节点距离最短的节点作为簇头。如果该簇头出现问题不能工作，则重复上述方法，重新选取簇头。在向上一级通信时，簇内成员首先把数据发送给簇头，簇头再把数据发送给集中器或上一级的簇头。向下一级通信时，集中器把数据发送给高一级簇头，高一级簇头把数据发送给低一级簇头，簇头把数据发送到节点。当簇头损坏或不能工作时，簇内成员立即根据事先设计好的程序推算出新的簇头，新的簇头再向高一级的簇头入网。本发明的最大优点在于簇头不能工作时，可以迅速恢复通信，不会因为簇头的损坏或无法工作影响到整个网络或很多节点无法通信的问题。以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.ー种具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法，其特征在于首先将整个网络分为多层，每ー层为ー级，每ー级由若干个节点组成，所述若干个节点根据共性将其分为多个簇，每个簇内选取一个簇头，该多个簇头形成高一级的节点，以此类推，形成整个无线传感网，所述簇头如果出现问题不能工作，则根据选取簇头的方法重新选取簇头。
2.如权利要求I所述的具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法，其特征在干所述簇头根据最短路径原则、最小能耗原则、能量平衡原则、地理位置信息、负荷平衡原贝1J，以及每簇节点的最大节点数、簇内成员最大跳数、通信延迟、信号強度、环境噪声范围中的一项或几项的组合。
3.如权利要求2所述的具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法，其特征在干以最短路径原则选取簇头的方法为首先在最低ー级的所有节点中，计算任意ー个节点与其他节点之间的距离，然后将计算出来的所有距离进行排序，选取距离所有节点距离最短的节点作为簇头；如果该簇头出现问题不能工作，则重复上述方法，重新选取簇头。
4.如权利要求I或2或3所述的具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法，其特征在干在向上ー级通信时，簇内成员首先把数据发送给簇头，簇头再把数据发送给集中器或上ー级的簇头；向下ー级通信时，集中器把数据发送给高ー级簇头，高一级簇头把数据发送给低ー级簇头，最終簇头把数据发送到最低一级的节点。
全文摘要
本发明提供了一种具有动态簇头算法的多层WSN无线传感网组网方法，首先将整个网络分为多层，每一层为一级，每一级由若干个节点组成，所述若干个节点根据共性将其分为多个簇，每个簇内选取一个簇头，该多个簇头形成高一级的节点，以此类推，形成整个无线传感网，所述簇头如果出现问题不能工作，则根据选取簇头的方法重新选取簇头。本发明能保证整个网络的正常运行，避免了因为某一个簇头不能正常工作而引起的网络大面积瘫痪的问题出现。
文档编号H04W84/18GK102857991SQ20121038511
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者杨乘懿, 何川 申请人:中航物联技术(北京)有限公司