【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种wsns非均匀分簇路由方法，特别是涉及一种能量高效均衡的wsns非均匀分簇路由方法。
技术介绍
1、无线传感器网络(wireless sensor networks,wsns)是由大量分布在监测区域内的无线传感器节点组成的自组织网络。目前，无线传感器网络已经广泛应用于农业、医疗、军事以及工业等领域，在物联网技术的发展和应用中发挥了至关重要的作用。由于无线传感器网络通常用于大规模、复杂的环境监测，节点的能量十分有限，因此需要有效的路由算法来管理节点之间的通信，提高网络性能和能源利用效率。
2、分簇路由法是无线传感器网络中常用的一类路由策略。其基本思想是将网络中的节点划分为不同的簇，每个簇内有一个簇头负责协调簇内节点的通信，并将汇总后的数据传输给基站。这种分簇方式有助于减少无线传感器网络中节点之间的通信量，从而降低节点能耗。但在传统的均匀分簇路由法中，节点被均匀地组成簇，不同簇内的节点因位置不同而能耗有所差异，容易出现“热区”现象。非均匀分簇方法通过巧妙的簇头选取、任务分配等策略，将网络不同区域划分为大小不等的簇，从而能够更均匀地分担不同簇内的节点负担，提高网络中能源的利用效率，从而延长整个网络的寿命。现有的非均匀分簇路由方法的分簇过程较为繁琐，每轮都需要全网内选举候选簇头和竞选最终簇头，伴随而来的是大量的控制消息开销。
3、因此，研究并改进wsns非均匀分簇路由方法具有十分重要的理论意义和实际应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种能量高效均衡的wsns非均匀分簇路由方法，所述方法包括三个阶段：非均匀分簇阶段、簇间多跳路由阶段和数据传输阶段；具体过程如下：
4、2.1首轮非均匀分簇
5、在计算节点当选候选簇头的概率时，同时考虑了节点到基站的距离、节点的能量值多种因素，定义阈值公式；在节点部署完成之后，基站首先在全网广播“hello”消息，节点根据收到信号的强度计算到基站的距离；之后，节点使用公式计算自己的阈值tn(i)，并产生一个0～1之间的随机数；若该随机数小于tn则当选为候选簇头，否则节点进入休眠状态，等待簇头竞选完毕后再被唤醒；
6、2.2后续轮非均匀分簇
7、首轮分簇完成后，后续轮次不再全网选举簇头，而是在各自簇内竞选簇头；定义一个用于后续轮簇内竞选簇头的概率公式；在上一轮数据传输阶段的最后一次数据采集时，每个簇内的节点(包括簇头)使用公式(2)计算自己的概率值，并采用“捎带”的方式与采集的数据一起发给簇头。
8、2.3本方法流程
9、本专利技术非均匀分簇路由方法改进在非均匀分簇阶段；对于即将到来的轮次r，首先判断其是否为全网竞选周期的首轮次，如果是，则进行全网选举候选簇头，并完成最终簇头竞选和普通节点入簇过程；否则进行簇内竞选簇头，并完成普通节点入簇过程。
10、本专利技术的优点与效果是：
11、本专利技术针对现有非均匀分簇路由方法的非均匀分簇过程繁琐，消息开销大的问题，提出了一种能量高效且节点能耗均衡的非均匀分簇路由方法。在周期首轮次选举候选簇头的阈值公式中加入节点的能量因素和位置因素，不但降低了低能量节点当选候选簇头的可能性，避免节点间产生过大的能量差，而且起到了一定的簇头非均匀分布的目的。周期后续轮次则综合考虑节点的剩余能量值和在簇内的位置情况建立概率函数，选取最合适的簇内节点担任下一轮簇头，最大程度的减少成簇阶段能量开销。综合以上改进，本专利技术提出的算法有效的简化了非均匀分簇过程，降低了控制消息的开销，以保留更多的能量用于数据采集和传输，达到了均衡节点能耗，延长网络生存时间，为未来无线传感器网络的设计和应用提供了行之有效的参考方案。
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1.一种能量高效均衡的WSNs非均匀分簇路由方法，其特征在于，所述方法包括三个阶段：非均匀分簇阶段、簇间多跳路由阶段和数据传输阶段；具体过程如下：
【技术特征摘要】
1.一种能量高效均衡的wsns非均匀分簇路由方法，其特征在于，所述方法包括...
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