基于K-means聚类的WSN能耗均衡路由算法.pdf

《基于K-means聚类的WSN能耗均衡路由算法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第24卷第11期传感技术学报V0l-24No．112011年11月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．2011BalancedEnergyConsumptionRoutingAlgorithmBasedonK·meansforWSNZHANGHaiyan，LIUHong(SchoolofInformationScienceandTechnology，BeijingForestryUniversity，Beijing100083，China)Abstract：Tosolvethep

2、roblemofbalancedenergyconsumptioninWirelessSensorNetwork(WSN)，abalancedenergyconsumptionroutingalgorithmbasedonK—means(KBECRA)wasproposed．ItusedK—meansclusteringalgorithmtocluster，toavertconsumingenergyoftheclusterfrequently，andalsotoavoidtheclusterheadwascon—cen

3、tratedincertainregions．Inclusters，themastercluster—headwhichwasresponsibleforcollectingandintegratingdataandthevicecluster—headinchargeoftransferringdatawereselectedaccordingtodifferentfitness．Itwouldbebetteronbalancingtheenergyconsumptionofthenetwork．Comparedwit

4、hLEACH，thenewalgorithmcouldbetterbalancetheenergyconsumption，improveenergyeficiency，andeffectivelyprolongthenetworklifetimebasedontheresultsofsimulation．Keywords：wirelesssensornetwork；LEACHprotocol；K—meansclusteringalgorithm；balancedenergyconsumption；simulationEE

5、ACC：6150p；7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．11．024基于K．means聚类的WSN能耗均衡路由算法张海燕．刘虹(北京林业大学信息学院，北京100083)摘要：针对无线传感器网络的能耗问题，提出了一种基于K—means聚类的能耗均衡路由算法(KBECRA)。该算法将K．means聚类算法用到分簇中，既避免了频繁组簇消耗能量，又避免了簇头集中分布在某一区域的缺点。在簇内根据不同的适应值选择负责簇内数据收集和融合的主簇头，以及负责簇间传输数据的副簇头，较好地平衡了网络的能

6、量负载。仿真实验结果表明：与LEACH算法相比，该算法使能耗更加均衡，提高了能量的利用率，能有效延长网络的生存周期。关键词：无线传感器网络；LEACH协议；K—means聚类；能耗均衡；仿真中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)11—1639—05无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，能耗．延长整个网络的生命周期是无线传感器网络WSN)是由众多具有通信和计算能力的传感器节研究的重点。研究表明，与平面路由协议相比，分层点．以多跳通信、自组织方式形成的网络⋯。节点路

7、由协议能有效将整个网络的能量负载平均分配到间协同工作，实时监测、感知和采集网络分布区域内每个传感器节点中，从而达到降低网络能源消耗、提监测对象的信息，并通过一跳或多跳的方式将这些高网络整体生存时间的目的，其中LEACH_3(Low感兴趣的数据路由至汇聚节点。EnergyAdaptiveClusteringHierarchy)是经典的分层目前无线传感器网络已经成为研究热点之一，路由协议。随着对无线传感器网络的深入研究和广泛应用，它LEACH协议虽然有很多优点，但其自身还存在将深入到人类生活的各个领域(如军事、工业生产、一些

8、问题．因此对LEACH协议的改进已成为一个研环境监测、医疗监护等)。由于传感器节点的电源究的重点与热点。文献[4]中提出一种能量均衡自能量、计算能力和通信能力都非常有限，所以节能路适应分簇算法。在簇头的选举过程中考虑到了节点的由协议的设计，对无线传感器网络来说非常重剩余能量，然而，该算法还存在簇头分布不均匀、所有要l