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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明公开了一种基于混合进化算法的无线传感器网络节能路由方法，属于无线通信领域，包括如下步骤：步骤1、飞机在监测区域以随机撒点的方式部署传感器节点；步骤2、使用扩散法对所有传感器节点进行分层，建立无线传感器网络的层结构；步骤3、得到分层信息后在每一层的层内进行分簇，建立无线传感器网络的簇结构；步骤4、在已经建立完成的无线传感器网络结构的基础上，对传感器监测到的数据进行节能路由传输，直至网络生命周期结束。本发明通过混合进化算法节约网络数据传输过程能量消耗，延长无线传感网的生命周期。

主权项：1.一种基于混合进化算法的无线传感器网络节能路由方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、飞机在监测区域以随机撒点的方式部署传感器节点；步骤2、使用扩散法对所有传感器节点进行分层，建立无线传感器网络的层结构；步骤3、得到分层信息后在每一层的层内进行分簇，建立无线传感器网络的簇结构；所述步骤3中，分簇包括预分簇与全局重新分簇两个阶段，具体过程为：步骤3.1、建立相邻传感器节点的集合，并通过满足链路趋近直线的方式进行预分簇；具体过程为：步骤3.1.1、设每一层传感器节点的集合为sl，l∈1,2,…,L，其中L表示总层数；每个传感器节点维护自己的层号si.l；除第一层外，每层传感器节点保存上一层传感器节点编号的集合si.nl-1＝[sp1,sp2,…]，其中sp1,sp2,…∈sl-1；除最后一层外，每一层传感器节点还需保存下一层传感器节点编号的集合si.nl+1＝[sq1,sq2,…]，其中sq1,sq2,…∈sl+1；步骤3.1.2、所有传感器节点广播自己的层号，每个传感器节点只接收与自身所在层号一致的数据包并与之通信确认链接；从而使每个传感器节点si得到其同层的相邻节点的集合si.adj；步骤3.1.3、以基站为起点，随机选取最外层三个距离最近的点为终点做三条直线，各层靠近此三条直线的传感器节点作为簇头，其余各节点根据传感器si邻接节点的集合si.adj选择是否加入该簇；按逆时针继续寻找另外三个临近的节点，做直线，排除已经成为簇头的节点以及已经加入其他簇的节点，其余各层节点中最靠近此三条的直线的节点当选簇头，未加入任何簇的传感器节点根据相邻节点集合选择是否加入簇；若没有这样的传感器节点，则跳过簇头的分配，继续在最外层寻找相邻的三个点，直到所有的传感器节点已成为簇头或者已加入某个簇；若此时最外层节点已被遍历，且仍存在节点不是簇头或者未加入任何簇，则继续在上一层中选择三个节点做直线；步骤3.2、使用混合进化算法在预分簇的结果上进行全局重新分簇，得到最终的簇结构；具体过程为：基于当前预分簇方案，簇内成员节点保存簇头节点编号，除第一层外，每层的簇头节点维护一个可连接的上一层簇头节点的集合除最后一层外，每层簇头节点还需维护一个可连接的下一层簇头节点的集合采用混合进化算法进行全局重新分簇，进一步优化簇结构；该算法以传感器节点的位置作为个体，位置其中，n表示传感器的总数量，以及表示第i个传感器节点的三维坐标；混合进化算法优化的目标函数为： 其中，distsi,sj表示传感器节点si与传感器节点sj之间的距离，len·表示集合中的传感器节点数量，α、β、γ、η、均表示平衡因子；j表示第j个传感器节点，an表示传感器节点的邻接节点集合的大小，si.adjj表示第i个传感器节点si的邻接节点集合中的第j个传感器节点，表示第i个传感器节点si的上层可达簇头节点集合中的第j个传感器节点，表示第i个传感器节点si的下层可达簇头节点集合中的第j个传感器节点；优化结束后，得到最终的簇结构，整个无线传感器网络的层结构和簇结构建立完成；步骤4、在已经建立完成的无线传感器网络结构的基础上，对传感器监测到的数据进行节能路由传输，直至网络生命周期结束。

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