基于簇头功能分化的无线传感器网络成簇算法.pdf

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1、第28卷第2期传感技术学报V0lI28No．2CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．20152015年2月AnFunctionDecompositionAlgorithmsforClusterHeadforWSNsCHENDonghai，LIChanggeng(SchoolofPhysicsandElectronics，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：CurrentalgorithmsbasedonLEACHoritsderivativesalwayscontain

2、thefactorof“random”intheaspectofselectingclusterheads，thisisnotconducivetobalancetheenergyconsumptionofthewirelesssensornetworks．Inordertoimprovetheelectionmechanismoftheclusterheadandoptimizeitspositionandfunction，anewcluste—ringmethod(FunctionDecompositionAlgorithmsforClusterHead)forwirele

3、sssensornetworksisproposed．Ourap—proachprovidesamechanismtorecommendfunctionalnodes，weakentherandomcomponentofclusterheadselec—tion，andsplittheclusterheadinto3functionalnodes：managementnode，datafusionnode，sendingnode．Simulationdatashowthatthenewalgorithmcaneffectivelyoptimizethetopologyofwir

4、elesssensornetworks，im—provethebalanceperformanceofenergyconsumption，andprolongsensornetworkslifetimeby15％～20％．Keywords：wirelesssensornetworks，functiondecomposition，managementnode，datafusionnode，sendingnodeEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2015．02．017基于簇头功能分化的无线传感器网络成簇算法陈东海，李长庚(中南大学物理与

5、电子学院，长沙410083)摘要：以LEACH为基础演化而来的各类算法在簇头选举时始终包含有“随机选择”的成分，导致无线传感器网络在拓扑结构的优化和能量消耗的均衡上受到限制。从分化簇头功能和优化功能节点选举机制的角度出发，提一种分化簇头功能的分布式算法，引入功能节点推荐机制，弱化簇头选举中的随机成分，分化簇头功能，将以往簇头管理节点、融合数据、转发信息的j大功能分别由管理节点、融合节点、转发节点3个功能节点来承担。仿真数据表明，提出的分簇算法能有效优化簇内拓扑结构、提高节点能量消耗均衡性，能够延长网络生存周期15％～20％。关键词：无线传感器网络；功能分化；管理节点；融合节点；

6、转发节点中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004-1699(2015)02-0244-05无线传感器网络改变了人类与自然界的交互方传感器网络中，能很好的提高网络生存周期，增强网式，其节点一般部署在无人值守地域，且能量和计算络的稳定性和鲁棒性。能力有限，因而在设计算法和执行任务时必须突出LEACH算法是经典的分层路由算法，其节点考虑其能量因素，以此获得较长的网络生存周期。等概率地随机担任簇头，这使得低能量的节点也有分簇算法的基本思想是把随机分布的传感器节点按相同的概率成为簇头节点，HEED算法和TEEN簇进行划分，每个簇内按照一定选举规则选出簇头，算法在选举簇头时考

7、虑了能量因素，使能量较少的簇头负责召集和管理成员节点、融合成员节点发来节点被选为簇头的概率减小，EEUC算法、的数据并进行转发¨，循环组簇，轮流选择簇头，将EOUCPE6]算法、CHTD算法、LDBPL算法引入了竞整个网络的能量负载尽可能的平均分配到每个传感选半径非均匀、竞选时间延迟、分层次成链等概念，器节点。分簇算法能减小节点数据传输距离和传输文献[8]还提出了代理簇头的思想，这些算法均在数据量，进而大幅度降低节点能量消耗。此外，分簇簇头选举过程中作了改进，其结果更趋合理，但仍旧算法作为节