基于模糊控制的自供能无线传感器网络分簇算法

作者：胡润彦; 李翠然^*

来源：计算机应用, 2020, 40(09): 2691-2697.

• 无线传感器网络
• 自供能
• 最优分簇数
• 分簇算法
• 模糊控制

现有自供能无线传感器网络(WSN)分簇算法较少考虑网络最优分簇数,导致网络能量消耗过快,全网能耗不均衡。针对这个问题,提出了基于模糊控制的自供能WSN分簇算法(EH-FLC)。首先,在网络能量消耗模型中引入太阳能补给模型,得出每一轮次网络能量总消耗与网络分簇数目的函数关系,并对其求导从而得到网络的最佳分簇数。然后,利用双层模糊决策系统来评定网络中的节点能否成为簇头节点。先将节点剩余能量、相邻节点数作为判定指标输入第一层(能力层)对所有节点进行筛选,得到备选簇头节点;再将中心度参数、邻近度参数作为判定指标输入第二层(协作层)对备选簇头节点进行筛选,得到网络簇头节点。最后,通过Matlab仿真分析了该算法的网络生存周期、网络能量消耗和网络吞吐量等性能指标,与低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)、改进的非均匀分簇路由算法(WUCH)和利用双层模糊控制的簇头选择算法(CTLFL)相比,该算法在网络工作寿命上分别提高了约1.4倍、0.4倍和0.6倍,网络吞吐量上分别提高了约20倍、1.5倍和1.28倍。仿真结果表明所提算法在网络生存周期和网络吞吐量方面的性能较优。

• 单位
  兰州交通大学