本發(fā)明涉及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及基于能量和傳輸?shù)臒o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsn)是由大量的節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作構(gòu)成的用于監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，主要任務(wù)是感知事件，生成數(shù)據(jù)包，通過(guò)單跳或多跳的無(wú)線通信將數(shù)據(jù)包發(fā)送到基站，最終由用戶分析所監(jiān)測(cè)區(qū)域的情況。目前，wsn應(yīng)用范圍較為廣泛，是工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域獲取信息的重要途徑之一。wsn的節(jié)點(diǎn)通常被密集地隨機(jī)拋灑在環(huán)境較為惡劣的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，其采用的休眠機(jī)制和允許部分節(jié)點(diǎn)失效的容錯(cuò)性均使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化，因此這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式形成網(wǎng)絡(luò)對(duì)區(qū)域進(jìn)行覆蓋監(jiān)測(cè)。密集的節(jié)點(diǎn)可重復(fù)覆蓋區(qū)域以保證采集信息的準(zhǔn)確性，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容錯(cuò)性。為提高網(wǎng)絡(luò)的工作能力，可先對(duì)其進(jìn)行可靠性評(píng)估。由于網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)通常選用體積較小，成本較低的節(jié)點(diǎn)，其電池容量較小，使得節(jié)點(diǎn)具有有限的能量，而在節(jié)點(diǎn)工作的過(guò)程中，能量是其正常工作的保障，因此學(xué)者們已針對(duì)網(wǎng)絡(luò)能量利用情況進(jìn)行了大量的研究。一是對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，例如采用最常用的以分簇結(jié)構(gòu)工作的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?，使得wsn網(wǎng)絡(luò)整體消耗能量減少，從而提高系統(tǒng)的可靠性。分簇是將網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)按照一定的規(guī)則分組，每組節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作，作為一個(gè)小的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)收集所在區(qū)域內(nèi)的信息并將其發(fā)送到簇頭節(jié)點(diǎn)。通常網(wǎng)絡(luò)的分簇是按照節(jié)點(diǎn)所在地理位置，相近的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一簇。最早提出的比較成熟的算法是leach算法，在文獻(xiàn)energy-efficientcommunicationprotoccolforwirelessmicrosensornetworks中，作者對(duì)該算法進(jìn)行了說(shuō)明。在建簇階段，隨機(jī)產(chǎn)生簇頭，相鄰節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)成簇；在數(shù)據(jù)通信階段，簇成員節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)到各自簇頭，簇頭節(jié)點(diǎn)再進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并把融合后數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)。由于簇頭節(jié)點(diǎn)要接收成員節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合并與遠(yuǎn)處的匯聚節(jié)點(diǎn)通信，能耗很大，所以leach協(xié)議規(guī)定每輪的簇頭節(jié)點(diǎn)都要進(jìn)行輪換以均衡節(jié)點(diǎn)能量。后來(lái)，學(xué)者又提出了一系列網(wǎng)絡(luò)分簇方法，例如pegasis算法、heed算法等，但這些算法中出現(xiàn)了簇首節(jié)點(diǎn)與sink節(jié)點(diǎn)的單跳傳輸導(dǎo)致能耗過(guò)多且不均和通信開(kāi)銷較大的問(wèn)題。學(xué)者們?cè)谶@些算法的思想上提出一系列基于虛擬網(wǎng)格的分簇算法用于均衡網(wǎng)絡(luò)能耗，進(jìn)而降低通信開(kāi)銷。在wsn中基于虛擬網(wǎng)格的分簇路由算法的文獻(xiàn)中，作者提出先將目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分為網(wǎng)格狀，基站根據(jù)網(wǎng)格邊長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算，確保有足夠的網(wǎng)格數(shù)完全覆蓋整個(gè)區(qū)域。而在文獻(xiàn)基于基站劃分網(wǎng)格的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法中，作者提出利用基站發(fā)射的信號(hào)將區(qū)域直接劃分成網(wǎng)格狀，每個(gè)網(wǎng)格中的節(jié)點(diǎn)自成一簇，簇間采取多跳的傳輸方式。經(jīng)仿真驗(yàn)證這些分簇方法使得網(wǎng)絡(luò)能耗均比leach、pegasis等算法有所減少。另一種方法是對(duì)節(jié)點(diǎn)工作方式進(jìn)行規(guī)劃，例如采用一種節(jié)點(diǎn)活躍-休眠交替工作的模式，可有效降低工作過(guò)程的能耗。在文獻(xiàn)energycontrolindependablewirelesssensornetworks:amodelingperspective中，作者針對(duì)網(wǎng)絡(luò)冗余節(jié)點(diǎn)工作模式交替進(jìn)行的狀態(tài)分析其能耗問(wèn)題，并針對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)獲得wsn工作能力。但作為一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間的傳輸能力也是影響其工作能力的一大重要因素。目前，關(guān)于提高wsn傳輸可靠性的技術(shù)較多，但對(duì)其進(jìn)行精確的評(píng)估較少，并且沒(méi)有統(tǒng)一的定義。在文獻(xiàn)esrt:event-to-sinkreliabletransportinwirelesssensornetworks中，作者以傳輸?shù)絪ink節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)數(shù)目為指標(biāo)評(píng)估wsn可靠性。而在文獻(xiàn)apracticalapproachfornetworkapplicationreliabilityassessment中作者以感知節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)成功發(fā)送到sink節(jié)點(diǎn)的概率作為評(píng)估網(wǎng)絡(luò)可靠性的指標(biāo)。這些文獻(xiàn)中結(jié)合網(wǎng)絡(luò)部件的選擇、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用模型等方面建立了一種可靠性評(píng)估方法。但是，這些可靠性定義均有一定的限制，并不適用常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，文獻(xiàn)中部件與各類應(yīng)用的實(shí)際關(guān)系也未給出明確的解釋，且并不適合大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)可靠性仿真應(yīng)用。wsn作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中的工作模式多樣，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多變，提高其工作能力的方法也較為多樣，因此精確評(píng)估一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性無(wú)論在理論還是計(jì)算上均存在一定的難度，這也為網(wǎng)絡(luò)的可靠性分析和評(píng)估帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明實(shí)施例提供了基于能量和傳輸?shù)臒o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性計(jì)算方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。一種基于能量和傳輸?shù)臒o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性計(jì)算方法，包括以下步驟：(1)在m×m的平面目標(biāo)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)均勻地拋灑n個(gè)節(jié)點(diǎn)，基站在相互垂直的兩個(gè)方向上發(fā)射的具有等差性質(zhì)的信號(hào)，將網(wǎng)絡(luò)劃分為n個(gè)虛擬網(wǎng)格；(2)區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的基站信號(hào)判斷屬于哪些功率等級(jí)的網(wǎng)格中，并將自身的id及能量信息進(jìn)行廣播，同時(shí)接收并比較其余節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，判斷自身所在的簇及簇內(nèi)其余成員；(3)各簇確定完成后，節(jié)點(diǎn)對(duì)接收的信息進(jìn)行比較，選擇簇內(nèi)剩余能量最大的節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前簇的簇頭節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)確定后對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一次身份廣播；(4)根據(jù)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)評(píng)估其能力，具體包括：(4a)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)感知，并將感知數(shù)據(jù)發(fā)送到簇頭節(jié)點(diǎn)，感知和發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)目相同，結(jié)合能耗模型可計(jì)算出簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的能耗；(4b)在節(jié)點(diǎn)工作各環(huán)節(jié)的能耗獲取后，計(jì)算某一時(shí)刻的剩余能量，分析其大于節(jié)點(diǎn)感知和發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)的所需能量的概率，即為節(jié)點(diǎn)的瞬時(shí)可靠性；(5)簇頭節(jié)點(diǎn)的瞬時(shí)可靠性分析計(jì)算，具體包括：(5a)簇頭節(jié)點(diǎn)接收簇內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)計(jì)算出簇頭節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)；(5b)簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，將p個(gè)數(shù)據(jù)融合處理為一個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算處理后的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)即為簇頭所發(fā)送的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，利用能耗模型即可計(jì)算得到消耗能量；(6)針對(duì)簇內(nèi)星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用要求每個(gè)簇內(nèi)需要至少k個(gè)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)酱仡^，結(jié)合節(jié)點(diǎn)工作概率以及傳輸概率計(jì)算簇內(nèi)傳輸可靠性；(7)簇間路由采用高可靠性路由方式，利用分解算法采用遞歸方法推導(dǎo)出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性。本發(fā)明實(shí)施例中的基于能量和傳輸?shù)臒o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性計(jì)算方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明中網(wǎng)絡(luò)采用的基于網(wǎng)格分簇方法和簇間采用的高可靠性路由方式，使得網(wǎng)絡(luò)可均衡能耗，增強(qiáng)其容錯(cuò)性，延長(zhǎng)工作時(shí)間；本發(fā)明中針對(duì)壽命已延長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)模型，精確地評(píng)估了在某些實(shí)際應(yīng)用要求下的網(wǎng)絡(luò)可靠性；本發(fā)明對(duì)網(wǎng)絡(luò)工作進(jìn)行了劃分，針對(duì)每部分的工作內(nèi)容結(jié)合能耗以及傳輸概率，定義了各部分工作的可靠性；本發(fā)明通過(guò)概率分布并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分解算法推導(dǎo)出計(jì)算可靠性的方法，對(duì)于大型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性計(jì)算同樣適用。因此，本發(fā)明在分析計(jì)算網(wǎng)絡(luò)工作能力的過(guò)程中，充分考慮了對(duì)其影響較大的兩個(gè)因素：能耗和傳輸；采用有效的分簇及路由方式延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的壽命；計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)便，結(jié)果精確度較高，對(duì)于需要準(zhǔn)確評(píng)估網(wǎng)絡(luò)能力的應(yīng)用具有很大的參考價(jià)值。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的方法的步驟流程圖；圖2為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分簇工作模式圖；圖3為簇頭節(jié)點(diǎn)的id展示圖；圖4為簇間數(shù)據(jù)傳輸方式圖；圖5為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)可靠性隨時(shí)間變化圖；圖6是不同的傳輸概率下簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)完成應(yīng)用要求的可靠性圖；圖7為取不同簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)時(shí)的簇頭可靠性圖；圖8為簇間傳輸概率不同時(shí)網(wǎng)絡(luò)整體的可靠性圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參照?qǐng)D1，本發(fā)明針對(duì)圖2所示的網(wǎng)絡(luò)工作模式結(jié)合能耗和傳輸給出計(jì)算網(wǎng)絡(luò)瞬時(shí)可靠性的方法，具體步驟如下：步驟100：在m×m的平面目標(biāo)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)均勻地拋灑n個(gè)節(jié)點(diǎn)，基站在相互垂直的兩個(gè)方向上發(fā)射的具有等差性質(zhì)的信號(hào)，將網(wǎng)絡(luò)劃分為n個(gè)虛擬網(wǎng)格；步驟200：區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的基站信號(hào)判斷屬于哪些功率等級(jí)的網(wǎng)格中，并將自身的id及能量信息進(jìn)行廣播，同時(shí)接收并比較其余節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，判斷自身所在的簇及簇內(nèi)其余成員；步驟300：各簇確定完成后，節(jié)點(diǎn)對(duì)接收的信息進(jìn)行比較，選擇簇內(nèi)剩余能量最大的節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前簇的簇頭節(jié)點(diǎn)，如圖3所示，簇頭節(jié)點(diǎn)確定后對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一次身份廣播；步驟400：根據(jù)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)評(píng)估其能力；(4a)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)感知，并將感知數(shù)據(jù)發(fā)送到簇頭節(jié)點(diǎn)。假設(shè)節(jié)點(diǎn)i在t時(shí)刻感知到的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)服從參數(shù)為λ的泊松分布，由于簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)只進(jìn)行感知傳輸任務(wù)，因此其感知和傳輸數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)相同，即則簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的能耗分別為：其中，es(l)為感知到一個(gè)長(zhǎng)度為lbit的數(shù)據(jù)所需能量，et(d,l)為節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)長(zhǎng)度為lbit的數(shù)據(jù)所耗能量；(4b)在節(jié)點(diǎn)工作各環(huán)節(jié)的能耗獲取后，計(jì)算其在某一時(shí)刻的剩余能量，分析剩余能量大于節(jié)點(diǎn)感知和發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)所需能量的概率，即為節(jié)點(diǎn)i在t時(shí)刻的瞬時(shí)可靠性：整理后有其中，e0為節(jié)點(diǎn)的初始能量；步驟500：簇頭節(jié)點(diǎn)j的瞬時(shí)可靠性分析計(jì)算；(5a)每個(gè)簇中有m個(gè)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)應(yīng)用要求至少需要簇內(nèi)的k個(gè)節(jié)點(diǎn)正常工作且將數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)酱仡^，該簇才被認(rèn)為符合要求，即簇內(nèi)結(jié)構(gòu)可視為k-out-of-m結(jié)構(gòu)。由于簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)采用星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)工作，因此簇頭節(jié)點(diǎn)j將接收到數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為故而簇頭節(jié)點(diǎn)j接收數(shù)據(jù)所耗能量為：其中，er(l)表示接收一個(gè)長(zhǎng)度為lbit的數(shù)據(jù)需要的能量；(5b)簇頭節(jié)點(diǎn)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，將p個(gè)數(shù)據(jù)融合處理為一個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算處理后的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)即為簇頭所發(fā)送的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，其所耗能量為：其中，eda表示融合p個(gè)數(shù)據(jù)需要的能量；(5c)根據(jù)剩余能量得出簇頭節(jié)點(diǎn)j的可靠性：整理后有其中，f＝(es(l)+leda)+λet(d,l)+fer(l)+feda步驟600：應(yīng)用要求每個(gè)簇內(nèi)至少需要k個(gè)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)酱仡^，在節(jié)點(diǎn)i能量充足并且傳輸過(guò)程成功的情況下，節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)才能到達(dá)簇頭節(jié)點(diǎn)，故簇頭j滿足應(yīng)用要求而正常工作的能力可表示為：其中pij為節(jié)點(diǎn)i成功將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱仡^j的概率；步驟700：簇間路由采用如圖4所示的高可靠性路由方式，利用分解算法采用遞歸方法推導(dǎo)出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性：r(g)＝r(g*e)pe+r(g-e)(1-pe)其中pe為簇頭間數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)母怕剩?dāng)收縮邊e使得某一簇頭節(jié)點(diǎn)與sink節(jié)點(diǎn)重合時(shí)，r(g*e)＝1，當(dāng)刪除邊e使得所有簇頭均與sink節(jié)點(diǎn)不連通，此時(shí)r(g-e)＝1。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)工作的各部分進(jìn)行分析，最終可獲得網(wǎng)絡(luò)整體精確的可靠性。本發(fā)明的分析計(jì)算可通過(guò)以下仿真計(jì)算進(jìn)一步說(shuō)明：仿真條件在一個(gè)m×m的正方形平面區(qū)域內(nèi)隨機(jī)均勻地部署n個(gè)初始能量相同的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有屬于自己唯一的id。監(jiān)測(cè)區(qū)域外部署一個(gè)能量充足，計(jì)算能力強(qiáng)大的基站。所有節(jié)點(diǎn)一經(jīng)部署將不再移動(dòng)。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用tdma規(guī)則,即時(shí)分多址協(xié)議。其他仿真參數(shù)如表1所示：表1參數(shù)設(shè)置參數(shù)值參數(shù)值區(qū)域邊長(zhǎng)a(m)100m基站位置(50，150)節(jié)點(diǎn)初始能量e0(j)0.5數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度l(bit)4000eelec(nj/bit)50εfs(pj/bit/m2)10γ(nj/bit)50eda(nj/bit/signal)5簇內(nèi)工作節(jié)點(diǎn)的最小數(shù)目k5泊松分布參數(shù)λ1分簇個(gè)數(shù)n4仿真內(nèi)容結(jié)合上述參數(shù)及仿真條件，在網(wǎng)絡(luò)分為4個(gè)簇，每個(gè)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)均為10的條件下，基于節(jié)點(diǎn)能耗模型，利用本發(fā)明所述的計(jì)算方法，計(jì)算各簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的可靠性，再結(jié)合不同的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸概率，計(jì)算各簇在滿足應(yīng)用要求時(shí)的工作能力，分析不同的傳輸概率對(duì)其影響，通過(guò)簇內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫€(gè)數(shù)，對(duì)比計(jì)算不同簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)時(shí)簇頭節(jié)點(diǎn)的可靠性，最后根據(jù)簇間路由方式，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)整體的可靠性，結(jié)果如圖5-8所示。在圖5中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)工作300輪后其可靠性將迅速下降，這是因?yàn)樵诠?jié)點(diǎn)工作的初期，其剩余能量充足，完全可滿足節(jié)點(diǎn)感知與發(fā)送數(shù)據(jù)所需能量，因此其正常工作的能力較強(qiáng)，但當(dāng)工作一段時(shí)間后，節(jié)點(diǎn)消耗的能量增多，剩余能量滿足其繼續(xù)工作的能力將逐漸減弱?？紤]到節(jié)點(diǎn)到簇頭的數(shù)據(jù)傳輸能力，圖6給出了簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱仡^的能力隨時(shí)間的變化。在簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)不變的情況下，節(jié)點(diǎn)到簇頭的傳輸概率越大，整個(gè)簇的工作能力越好。簇頭不同于普通節(jié)點(diǎn)的是其需要融合處理數(shù)據(jù)，因此將會(huì)消耗跟多的能量，從圖7可知，簇頭的高可靠性保持時(shí)間較短，這正是因?yàn)槟芎牡倪^(guò)度消耗。由于應(yīng)用要求的限制，當(dāng)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)越少時(shí)，造成簇頭接收所需數(shù)據(jù)的可靠性較低，但隨著簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)增多，簇頭節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)所耗能量越多，導(dǎo)致其剩余能量減少?gòu)亩档推淇煽啃?，因此，簇?nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)選擇應(yīng)較為恰當(dāng)，避免過(guò)多或過(guò)少。簇頭節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)將受到外界環(huán)境的干擾，如圖8所示，在簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)為10時(shí)，考慮不同的簇間傳輸概率下的網(wǎng)絡(luò)可靠性。相比圖7中m＝10時(shí)簇頭節(jié)點(diǎn)的可靠性，外界環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸影響相對(duì)于其節(jié)點(diǎn)的能量影響較小。而在相同的簇頭可靠性下，簇間傳輸概率越大，網(wǎng)絡(luò)整體的可靠性越高。符號(hào)說(shuō)明：a：目標(biāo)區(qū)域的邊長(zhǎng)e0：節(jié)點(diǎn)的初始能量l：每個(gè)數(shù)據(jù)包的大小pij：網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)i所感知的數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)焦?jié)點(diǎn)j的概率n：網(wǎng)絡(luò)分簇個(gè)數(shù)k：簇內(nèi)所需的最少成功傳輸數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)m：每個(gè)簇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)r(g)：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性wsn:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)leach:low-energyadaptiveclusteringhierarchy低功耗自適應(yīng)集簇分層協(xié)議pegasis:power-efficientgatheringinsensorinformationsystems傳感信息系統(tǒng)高效節(jié)能集簇協(xié)議tdma:timedivisionmultipleaccess時(shí)分多址本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12