一種基於相關係數無線多媒體傳感器網絡節點分簇方法

2023-09-23 17:54:45 2

專利名稱：一種基於相關係數無線多媒體傳感器網絡節點分簇方法
技術領域：
本發明提出了一種基於相關係數無線多媒體傳感器網絡節點分簇方案，該方案主要用來解決無線多媒體傳感器網絡中節點分簇問題，對於有效減少能源消耗，增強網絡管理能力，延長整個無線多媒體傳感器網絡的生命周期起著十分重要的作用。該發明屬於無線多媒體傳感器網絡技術領域。
背景技術：
在平面結構的無線傳感器網絡中所有節點是同一級別的，整個網絡沒有固定的拓撲結構，這種方式在節點數目不多的情況下效率比較高，但是這種結構的網絡擴展性差，節點密集部署時節點間過多的通信損耗會導致能量消耗過快。因此，設計一個能夠高效動態自組織的無線傳感器網絡成了必須要解決的問題。對網絡進行分簇是一個可行的解決方案，一方面可以減少數據匯聚的能量消耗，另一方面分簇形成的小網絡效率更高。分簇算法 可以將傳感器節點組織分成一系列被稱作簇(Cluster)的子集結構,每個簇包含一個簇首(Cluster Head)節點和若干簇成員(Cluster Member)節點,簇頭節點還可以進一步形成更高層次的簇。傳統無線傳感器網絡中的覆蓋、分簇、路由等算法在有視頻節點的無線多媒體傳感器網絡中並不適用，主要原因是無線多媒體傳感器網絡中是視頻節點感知模型與傳統無線傳感器網絡有很大不同，視頻節點的感知區域一般認為是以節點為圓心，並具有特定方向的扇形區域或等腰三角形。傳統標量無線傳感器網絡中很多學者對分簇算法做了深入的研究，提出了很多分簇算法。設計分簇算法的關鍵點——成簇方式和簇頭選擇。大多數分簇算法的依據是鄰居節點或到簇頭的距離。簇內節點數量和簇的數量是影響分簇算法的基本參數。文在無線多媒體傳感器網絡中視頻節點的方向也應該成為分簇算法中要考慮的因素。

發明內容
技術問題本發明的目的主要是針對無線多媒體傳感器網絡的節點問題，提出一種基於相關係數無線多媒體傳感器網絡節點分簇方法，減少能源消耗，增強網絡管理能力，延長整個無線多媒體傳感器網絡的生命周期。技術方案本發明提出的基於相關係數無線多媒體傳感器網絡節點分簇方案，利用圖像縫合技術和節點的RSSI值首先求出節點間的相關係數矩陣，然後利用該矩陣對節點進行分簇。下面為便於討論，給出網絡模型與問題描述利用節點相關係數進行分簇，並根據節點剩餘能量和節點傳輸代價選舉簇頭節點，能夠有效的進行網絡管理，降低傳輸數據的冗餘度，延長網絡的生存周期，該方法的具體過程如下第一步，節點分簇步驟I)部署在網絡中的所有節點{SI，S2,…，SN}啟動完成後在網內廣播一個消息，其中只包含自己的ID號，並接收其他節點發送的ID號；步驟2)根據接收到的其他節點的消息,記錄下對應ID號相應的i號節點接收到的j號節點的信號強度RSSI的值rij，並將未收到消息的節點的RSSI值置0，然後發送給Sink節點；步驟3)Sink節點接收到所有節點發送的RSSI值後，得到一個NXN的節點信號強度矩陣R，創建一個輔助分簇集合P，P= {PI, P2,…PN}；
權利要求
1.一種基於相關係數無線多媒體傳感器網絡節點分簇方法，其特徵在於利用節點相關係數進行分簇，並根據節點剩餘能量和節點傳輸代價選舉簇頭節點，能夠有效的進行網絡管理，降低傳輸數據的冗餘度，延長網絡的生存周期，該方法的具體過程如下第一步，節點分簇步驟I)部署在網絡中的所有節點{SI，S2，…，SN}啟動完成後在網內廣播一個消息，其中只包含自己的ID號，並接收其他節點發送的ID號；步驟2)根據接收到的其他節點的消息,記錄下對應ID號相應的i號節點接收到的j 號節點的信號強度RSSI的值rij，並將未收到消息的節點的RSSI值置0，然後發送給Sink 節點；步驟3)Sink節點接收到所有節點發送的RSSI值後，得到一個NXN的節點信號強度矩陣R，創建一個輔助分簇集合P，P= {Pl，P2，…PN};
全文摘要
本發明提出了一種基於相關係數無線多媒體傳感器網絡節點分簇方法，利用節點相關係數進行分簇，並根據節點剩餘能量和節點傳輸代價選舉簇頭節點，能夠有效的進行網絡管理，降低傳輸數據的冗餘度，該方案首先獲取、計算節點相關係數，利用全網的相關係數矩陣構建分簇，然後在簇內進行基於代價的簇頭選舉，並在適當時機進行簇頭切換。該方案有效的解決了無線多媒體傳感器網絡中的分簇問題，並提供了簇頭選舉、切換機制，均衡了網絡內節點能量消耗，延長了整個網絡的生命周期。
文檔編號H04W84/18GK103002537SQ20121054150
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者王汝傳, 馬振徽, 黃海平, 孫力娟, 沙超, 肖甫, 蔣凌雲, 徐佳, 顧翔, 張軍強 申請人:南京郵電大學