秦宁宁,张伟杰

(江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏 无锡 214122)

无线传感网WSN(Wireless Sensor Network)中节点能量的利用效率直接影响网络的生命周期。由于节点分布式的选簇、入簇以及路由的规范划分在网络节能中更具优势,使得网络的分簇组网与逐级传输的工作模式,更适合以电池为能量供给的WSN中。目前同构组网算法已经相对成熟,但实际应用中,由于各种干扰因素的存在,网络的异构化普遍存在,因此设计面向异构网络的组网方案对均衡网络能耗、提高节点能量的利用率以及延长网络生命周期,具有更重要的现实意义。

分簇组网过程中的能量利用效率,主要受簇首选举和分簇结构两方面影响。尤其对于异构的WSN而言,由于节点之间存在能量差异,以高能量节点作为数据转发的枢纽,显然可以有效避免个别节点由于负荷过大提前死亡,确保网络稳定运行,提高能量利用率。文献[1]采用了一种分布式节能分簇算法,综合考虑了节点初始能量以及剩余能量对簇首的影响,保证每轮选出的簇首能量最优,降低了簇首节点提前死亡的概率。廖福保等人[2]在簇首选取时综合考虑节点剩余能量、节点度和节点的能量消耗速度等因素的影响,进一步优化簇首选举,降低了簇首节点提前死亡的概率。簇首选举时需要全网进行数据收发,每轮选举会消耗一定的能量,减少簇首选举次数,也是减少能量消耗的一种有效手段。文献[3]提出簇首轮换的概念来减少簇首选举时的能量损耗。……