區(qū)域分級的糧庫無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法

1．5 LEACH算法
LEACH(LOW-Energy Adaptive Clustering Hier-archy)算法是一種以最小化傳感器網(wǎng)絡(luò)能量損耗為目標(biāo)的分層式算法。該算法的主要思想是通過隨機(jī)選擇類頭節(jié)點，平均分擔(dān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中繼通信業(yè)務(wù)，以達(dá)到平均消耗傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量的目的，進(jìn)而延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。LEACH算法可以將網(wǎng)絡(luò)生命周期延長15％。LEACH算法分為兩個階段：類準(zhǔn)備階段和數(shù)據(jù)傳輸階段。類準(zhǔn)備階段和就緒階段所持續(xù)的時間總和稱為一個輪回。在類準(zhǔn)備階段，LEACH算法隨機(jī)選擇一個傳感器節(jié)點作為類頭節(jié)點，隨機(jī)性確保類頭與基站之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)母吣芎某杀揪鶆虻胤謹(jǐn)偟剿袀鞲衅鞴?jié)點上。

2 RCCMA算法
定義1 簇區(qū)域，有一些相同的傳感器節(jié)點所占的區(qū)域，處在該區(qū)域內(nèi)的節(jié)點功能相同。在本文中，一級簇區(qū)域內(nèi)所有傳感器節(jié)點都具有輪轉(zhuǎn)調(diào)度機(jī)制、數(shù)據(jù)收發(fā)等功能，二級簇區(qū)域內(nèi)傳感器節(jié)點不具有輪轉(zhuǎn)調(diào)度機(jī)制。
定義2 絕對夾角，不考慮方向，只考慮大小。
2．1 簇區(qū)域劃分和級別設(shè)定
如圖3所示，將糧庫底面區(qū)域化，在各個區(qū)域內(nèi)計算傳感器節(jié)點密度，ρ=N／S。選取 3個密度最高的區(qū)域作為一級簇區(qū)域，其他區(qū)域為二級簇區(qū)域。在邊界線外部確定整個網(wǎng)絡(luò)的終極節(jié)點。設(shè)終極節(jié)點為O，選取的3個一級簇區(qū)域為A、B、C，終極節(jié)點到3個一級簇區(qū)域中心距離分別為dA、dB、dC，則終極節(jié)點位置滿足min{dA+dB+dC}。

2．2 二級簇區(qū)域內(nèi)節(jié)點問路由
在二級簇區(qū)域內(nèi)，選取一個到最近一級簇區(qū)域距離最短的節(jié)點作為該二級簇區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)節(jié)點。利用最小夾角原則進(jìn)行源節(jié)點到目標(biāo)節(jié)點路由。具體步驟如下：
設(shè)節(jié)點1為該二級簇區(qū)域內(nèi)選取的目標(biāo)節(jié)點。節(jié)點8可向節(jié)點4通信，也可以向節(jié)點9通信。如果節(jié)點8、9都正常，則將節(jié)點8分別與節(jié)點4、節(jié)點9和節(jié)點1連接。以節(jié)點8與目標(biāo)節(jié)點1的連線為終邊，以節(jié)點8與其相鄰的節(jié)點4、9連線為另一邊，判斷它們的絕對角大小。選取構(gòu)成最小角的鄰節(jié)點作為源節(jié)點的下一跳路由節(jié)點，圖4中節(jié)點9構(gòu)成的絕對夾角最小，故選擇節(jié)點9作為源節(jié)點8的下一跳路由節(jié)點。其他節(jié)點及其路由類似。