張　淳，費樹岷
東南大學(xué)自動化學(xué)院，江蘇南京

摘　　　要：為了節(jié)省無線傳感器網(wǎng)絡(luò)消耗的能量，延長各個傳感器節(jié)點的生命周期，提出了一種能量均衡的自組織分簇算法。采用二次分簇的方法，在初次分簇的基礎(chǔ)上，通過理論推導(dǎo)得出二次分簇需要滿足的條件，滿足條件的各簇進(jìn)行二次合并，避免了各簇成員過少或過多的情況，；為了選擇合適的節(jié)點做簇首，且避免一部分節(jié)點長時間當(dāng)簇首能量消耗過快和每次更換簇首都要廣播通知其余節(jié)點的情況，根據(jù)節(jié)點到簇內(nèi)其他節(jié)點的平均距離和到中心處理節(jié)點的距離，判斷節(jié)點作為簇首的優(yōu)先級，按照優(yōu)先級由高到低的順序，簇內(nèi)各節(jié)點自動輪換當(dāng)簇首。仿真證明，和ＬＥＡＣＨ算法、ＤＨＡＣ算法相比，本算法使得各節(jié)點能耗均衡，即延長了各節(jié)點的生命周期，適用于傳感器節(jié)點任意分布的環(huán)境監(jiān)測、戰(zhàn)場監(jiān)測領(lǐng)域，能夠延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

關(guān)　鍵　詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；分簇；自組織；能量均衡

１　引　言
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ＷＳＮ）是一種無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，一組傳感器協(xié)作感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域中感知對象的信息，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，較終將這些信息傳送到需要的用戶。傳感器節(jié)點主要由電池供電。由于傳感器經(jīng)常被播撒在惡劣、復(fù)雜的環(huán)境中，所以電池不易更換，當(dāng)電量耗盡時，傳感器的生命周期便結(jié)束。因此能耗是傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中需要考慮的主要因素之一，設(shè)計一種節(jié)能的路由算法對于提高傳感器的能量利用效率、延長網(wǎng)絡(luò)生命周期具有重要意義。近年來， 出現(xiàn)了不少節(jié)能分簇路由算法。ＬＥＡＣＨ算法［１］采用隨機選擇簇首的方法，但是隨機選出的簇首節(jié)點并不一定是較適合當(dāng)簇首的節(jié)點；ＨＥＥＤ算法［２］優(yōu)化簇首節(jié)點的選擇，但是節(jié)點發(fā)送的信息量也隨之增加， 增加了能耗［３］；ＬＥＡＣＨ�玻盟惴ǎ郏矗葜校�ｓｉｎｋ根據(jù)接收到的各個節(jié)點的信息決定簇的構(gòu)建和簇首的選擇，但是不適用于ｓｉｎｋ的位置距離網(wǎng)絡(luò)較遠(yuǎn)的情況；ＮＥＣＨＳ算法［５］采用模糊邏輯法選擇適合做簇首的節(jié)點，但是得到的結(jié)果并不精確；ＤＨＡＣ算法［６］執(zhí)行時計算量太大，且簇首選擇不夠合理。基于以上算法存在的不足，本文提出了一種能量均衡的自組織分簇算法（ＳＯＣＡ）。通過仿真比較，證明本算法和ＬＥＡＣＨ算法、ＤＨＡＣ算法相比，可以延長各個傳感器的壽命，從而延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

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