一种基于簇头轮换机制的簇树路由方法及装置与流程

技术特征：

1.一种基于簇头轮换机制的簇树路由方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)以汇聚节点为根节点生成簇树的1跳簇，在1跳簇内选择剩余能量大于设定值的节点作为2跳簇的候选簇头节点；

2)从2跳簇的候选簇头节点中找出度数最大的节点作为2跳簇的簇头，节点采用就近加入原则形成2跳簇；

3)重复迭代，直到孤立节点集合为空，形成完整的簇树；

4)簇树形成后，根据簇头剩余能量对簇头进行轮换，将网络能耗均摊到每个节点。

2.根据权利要求1所述的基于簇头轮换机制的簇树路由方法，其特征在于，候选簇头接收孤立节点的数量即为候选簇头的度数。

3.根据权利要求1所述的基于簇头轮换机制的簇树路由方法，其特征在于，候选簇头节点为剩余能量大于一个回合中簇头能耗的节点，即候选簇头节点满足：

RH^m+1＝{N_i|N_i(E)＞α·R_r·E(H)N_i∈N^m}

其中，RH^m+1为簇树在第r回合中m+1跳候选簇头集合，N_i(E)为节点N_i的剩余能量，α>1为系数，R_r为第r回合簇树的采样轮数，E(H)为簇头1轮采样能耗预估值，N^m为簇树中m跳节点集合。

4.根据权利要求3所述的基于簇头轮换机制的簇树路由方法，其特征在于，每个回合簇树的采样轮数R_r为：

$R_r=Int\left(\frac{{\stackrel{\‾}{E}}_r}{\mathrm{\α}\·E\left(H\right)}\right)$

其中R_r为第r回合簇树的采样轮数，为第r个回合簇树重建时的网络节点平均剩余能量，E(H)为簇头1轮采样能耗预估值，α>1为系数，Int为取整运算。

5.根据权利要求1所述的基于簇头轮换机制的簇树路由方法，其特征在于，当有新节点加入时，新节点以设定的功率发送“Hello”信息，在该新节点功率覆盖范围内的簇头节点接收到“Hello”信息并回送确认信息，新节点根据接收确认信息的信号强度加入到最近的簇，成为该簇的一个簇成员节点。

6.根据权利要求1所述的基于簇头轮换机制的簇树路由方法，其特征在于，当有节点撤出网络时，需判断该撤出节点是否是路由节点，如不是路由节点，则将其从簇成员表上删除即可。

7.根据权利要求6所述的基于簇头轮换机制的簇树路由方法，其特征在于，当撤出的节点为路由节点时，则从该节点所在簇内的候选簇头节点中找出度数最大的节点作为代理簇头，并由代理簇头启动路由功能。

8.一种基于簇头轮换机制的簇树路由装置，其特征在于，该装置包括：

以汇聚节点为根节点生成簇树的1跳簇，并在1跳簇内选择剩余能量大于设定值的节点作为2跳簇的候选簇头节点的模块；

从2跳簇的候选簇头节点中找出度数最大的节点作为2跳簇的簇头，节点采用就近加入原则形成2跳簇的模块；

重复迭代，直到孤立节点集合为空，形成完整簇树的模块；

簇树形成后根据簇头剩余能量进行簇头轮换的模块。

9.根据权利要求8所述的基于簇头轮换机制的簇树路由装置，其特征在于，候选簇头节点为剩余能量大于一个回合中簇头能耗的节点，即候选簇头节点满足：

RH^m+1＝{N_i|N_i(E)＞α·R_r·E(H)N_i∈N^m}

其中，RH^m+1为簇树在第r回合中m+1跳候选簇头集合，N_i(E)为节点N_i的剩余能量，α>1为系数，R_r为第r回合簇树的采样轮数，E(H)为簇头1轮采样能耗预估值，N^m为簇树中m跳节点集合。

10.根据权利要求9所述的基于簇头轮换机制的簇树路由装置，其特征在于，每个回合簇树的采样轮数R_r为：

$R_r=Int\left(\frac{{\stackrel{\‾}{E}}_r}{\mathrm{\α}\·E\left(H\right)}\right)$

其中R_r为第r回合簇树的采样轮数，为第r个回合簇树重建时的网络节点平均剩余能量，E(H)为簇头1轮采样能耗预估值，α>1为系数，Int为取整运算。