基于非均匀分簇的无线传感器网络负载均衡路由算法

摘要

针对非均匀分簇的无线传感器网络中各节点剩余能量相差较大，导致无线传感器网络节点能量消耗不均，影响负载均衡性，限制了信息传输效率，使丢包率上升的问题，提出一种负载均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由算法.首先，利用混合式能量高效分簇协议对无线传感器网络中的节点进行非均匀分簇，计算每个节点的成簇概率，选择成簇概率最高的节点作为候选簇首节点；其次，基于节点剩余能量和节点间的距离设计节点评价函数，计算每个节点的评价函数值，选择评价函数值最高的节点作为簇首构建代价函数，选取中继节点提高信息传输效率，形成簇间多跳路由算法；最后，将数据传输任务分散到网络中的多个节点，以减少单个节点的能量消耗，实现无线传感器网络非均匀分簇路由负载均衡.实验结果表明，该算法的各节点剩余能量仅在6 J上下波动，且曲线波动幅度较小，在2 000 bit传输数据量时的网络丢包率较低，为0.22%,负载均衡性较高.

关键词

负载均衡 / HEED协议 / 非均匀分簇 / 节点评价函数 / 无线传感器网络

基金资助

陕西省自然科学基础研究计划项目(批准号：2024JC-YBMS-014); 陕西省教育厅青年创新团队项目(批准号：23JP024); 汉中市中心医院院级科研基金对外合作培优专项项目(批准号：YK2416)