專利名稱：一種基于巷道環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其涉及無線傳感器的路由協(xié)議，具體為一種基于巷道環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由方法。
背景技術：
無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks,WSN)不需要固定網(wǎng)絡結構，就可以進行無線通信，具有自由組網(wǎng)、抗損毀性能強等特性，因此，較適合應用于礦井巷道中進行無線通信。路由協(xié)議為無線傳感器網(wǎng)絡的核心內(nèi)容，通過路由協(xié)議可以傳輸信息，路由協(xié)議對整個網(wǎng)絡的能耗和穩(wěn)定性起到了至關重要的作用，目前經(jīng)典層次型路由協(xié)議包括=LEACH協(xié)議、PEGASIS協(xié)議、TEEN協(xié)議等；井下信道衰減對信息的穩(wěn)定傳輸影響也很大，有多種信號衰落模型，如多徑衰落，陰影衰落等等，無線傳感器中的發(fā)送模塊能耗模型為:Et=Et X Efs+Efs X dA =Eelec X k+Efs X k X d2 d≤ d0Et=EtXEfs+EfsXdA =EelecXk+E^XkXd4 d > d0無線傳感器中的接收模塊所消耗能量的數(shù)學模型為:EK=EeleXk，k為數(shù)據(jù)量值參數(shù)，d為數(shù)據(jù)傳輸?shù)木?離，d0為距離參數(shù)，Eelec為發(fā)送Ibit數(shù)據(jù)的消耗，Eele為接收Ibit數(shù)據(jù)的消耗，無線通信存在遠距離傳送數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)傳送模式分為自由空間模型和多徑衰落模型，當Cltl采取自由空間模型，同時Efs為自由空間衰減放大器的能量消耗模型參數(shù)，當d > Cltl采取多徑衰落模型，Eamp為多徑衰落放大器的能量消耗模型參數(shù)，由發(fā)送模塊的能耗模型看出，數(shù)據(jù)傳送模式不同，發(fā)送模塊的能耗差別很大，因此，井下無線通信模型是建立設定網(wǎng)絡協(xié)議重要的參考技術。煤礦井下環(huán)境復雜，而且巷道一般為長帶狀分布，數(shù)據(jù)一般從巷道深處向巷道口基站匯聚，按照現(xiàn)有的路由協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流向如

圖1所示，巷道中各個區(qū)域中的簇頭分別向巷道口基站發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在傳輸路徑上就會出現(xiàn)“棒狀”情況，且在基站處出現(xiàn)“熱區(qū)”問題，造成了無線傳感器網(wǎng)絡工作不穩(wěn)定，距離基站較遠的簇頭能量消耗大，造成節(jié)點耗能不均的問題；而巷道其他因素也會對數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生影響，如巷道壁粗糙度，巷道壁傾角等，巷道壁粗糙度能耗模型為:
權利要求
1.一種基于巷道環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由方法，其特征在于包括以下步驟: 設簇頭閾值
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于巷道環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由方法，其特征在于簇內(nèi)節(jié)點根據(jù)貪婪算法形成信息傳輸小鏈，簇內(nèi)節(jié)點通過小鏈向簇頭傳輸信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其涉及無線傳感器的路由協(xié)議，具體為一種基于巷道環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由方法，包括以下步驟通過簇頭閾值，選取簇頭；計算成簇半徑，并且簇頭根據(jù)成簇半徑廣播成簇信息，等待簇成員加入；簇成員廣播自身信息；簇內(nèi)根據(jù)貪婪算法形成兩個小鏈，向簇頭傳輸信息；簇頭間形成多跳傳輸，向基站傳輸數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過改進簇頭的選擇方式，加入能量因子和巷道影響因素，改變了簇頭選取閾值，使網(wǎng)絡能耗均勻，提高穩(wěn)定性。設定了成簇半徑，使距離基站較近的簇成簇半徑較小，并且加入巷道傾角因素，減少基站附近死亡節(jié)點數(shù)。簇頭間數(shù)據(jù)傳輸采取多跳的方式進行傳輸，使能量消耗均勻，極其適應巷道環(huán)境。
文檔編號H04W40/32GK103237334SQ201310127168
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權日2013年4月12日
發(fā)明者趙菊敏, 張子辰, 李燈熬, 趙寶峰 申請人:太原理工大學