CN104394567B - 智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法及***，所述方法包括步骤：获取智能电网无线传感器网络任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率；分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算所述模拟聚合节点所对应的链路总开销；分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。本发明能高效的寻找最佳聚合节点，有利于提高智能电网的效率，保证智能电网的实时性。另外，保证了整个智能电网无线传感器网络的生命周期，提高所述智能电网无线传感器网络的可靠性。

Description

智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法和***

【技术领域】

本发明涉及智能电网技术，特别是涉及一种智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法和***。

【背景技术】

智能电网被视作下一代的电力网，它通过电力和信息的双向流动，创建一个广泛分布的自动能量输送网络。在这个网络中，产生的电量可以根据用户的实时需求来调整。这不仅能够保证用户需求的满足，也能避免过量电力的产生。智能电网的一个显著特征是传感器和智能电表的大规模部署。因此，大量的数据和信息将由测量、传感以及监测等产生。数据聚合旨在合并来自网络节点中各种不同的概念类型和结构类型的数据。由于在智能电网的通信中产生大量的数据，数据聚合必须在特定的地方产生，以满足不同的信息流的需求。在智能电网通信网中的数据聚合服务布局是一个重要的设计问题，因此，在智能电网无线传感器网络中选取用于数据聚合的聚合节点及其重要。

目前通常采用洪泛的方式选择聚合节点，每个节点只要收到比原来保存的链路开销信息小，就用较小的开销代替原开销，并把该开销信息转发给链路中其他所有节点。该算法可以找出最佳聚合节点，但是会造成大量的链路开销，这种‘小则转发’的方式容易导致智能电网的效率低下，无法保证智能电网的实时性。另外在聚合节点的选择过程中，只考虑了链路开销因素，而传感器的剩余能量关系到整个网络的生命周期，聚合节点选取不当容易导致整个智能电网传感器网络生存周期短，降低整个智能电网传感器网络的可靠性。

【发明内容】

基于此，有必要针对现有技术选取聚合节点时链路开销大导致智能电网效率低下问题，提供一种智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法，该方法能够提高智能电网的效率保证智能电网的实时性。

一种智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法，包括步骤：

获取智能电网无线传感器网络任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率；

分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算所述模拟聚合节点所对应的链路总开销；

分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。

相应地，本发明还提供一种智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法，包括：

获取模块，用于获取智能电网无线传感器网络任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率；

总开销计算模块，用于分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算该模拟聚合节点所对应的链路总开销；

判定模块，用于分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。

本发明通过获取智能电网无线传感器网络中任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率，然后分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算该模拟聚合节点所对应的链路总开销，然后分别判断每一节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，然后将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为智能电网无线传感器网络的最佳聚合节点。本发明将智能电网传感器抽象化为一个无向加权图，在无向加权图中选择最佳聚合节点，能高效的寻找最佳聚合节点，有利于提高智能电网的效率，保证智能电网的实时性。另外，只有在节点剩余能量超过预设能量阈值时，该节点才有可能成为聚合节点，从而保证了整个智能电网无线传感器网络的生命周期，提高所述智能电网无线传感器网络的可靠性。

【附图说明】

图1为本发明智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法一种实施例的流程图；

图2为本发明智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法一种实施例的无向加权图示意图；

图3为本发明智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法一种实施例的无向加权图初始化后的示意图；

图4为本发明智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法一种实施例的无向加权图一个求解过程示意图；

图5本发明智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法一种实施例的无向加权图另一求解过程示意图；

图6为本发明智能电网无线传感器网络聚合节点的选择***一种实施例的结构框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

请参阅图1，其是本发明智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法一种实施例的流程图。

一种智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法，包括步骤：

S101：获取智能电网无线传感器网络任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率；

在智能电网无线传感器网络中，所述节点包括部署在电网中的传感器、无线监测设备、无线测量设备等。获取智能电网无线传感器网络中任意两个节点之间的链路开销，其中，所述两个节点之间的链路开销指，两个节点在单位时间内不经过其他节点转发而直接向对方发送一个数据包所消耗的能量。然后获取每个节点的发送频率，其中，所述发送频率为单位时间内节点向其他节点所发送数据包的数量。

S102：分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算所述模拟聚合节点所对应的链路总开销；

创建基于各个节点的无向加权图，然后分别用每个节点模拟为聚合节点，即分别以每一节点为模拟聚合节点，然后根据任意两个节点之间的链路开销代入无向加权图中，并对所述无向加权图进行求解获得每一个节点对应的实际开销，然后将实际开销与对应的发送频率相乘后相加，即可获得所述模拟聚合节点所对应的链路总开销。

S103：分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。

获取各个节点的剩余能量，然后分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，其中，节点对应的能量阈值与该节点的发送频率成正比，也就是说发送频率越高，那么该节点对应的能量阈值也越高，从而可以针对每个节点的发送频率不同，而设定对应的能量阈值。筛选出能量超过对应能量阈值的节点，然后从这些节点中寻找链路总开销最小的模拟聚合节点，然后将该模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。也就是说，如果某一节点的剩余能量不大于该节点对应的能量阈值，那么该节点将不会成为最佳聚合节点。

本发明通过获取智能电网无线传感器网络中任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率，然后分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算该模拟聚合节点所对应的链路总开销，然后分别判断每一节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，然后将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为智能电网无线传感器网络的最佳聚合节点。本发明将智能电网传感器抽象化为一个无向加权图，在无向加权图中选择最佳聚合节点，能高效的寻找最佳聚合节点，有利于提高智能电网的效率，保证智能电网的实时性。另外，只有在节点剩余能量超过预设能量阈值时，该节点才有可能成为聚合节点，从而保证了整个智能电网无线传感器网络的生命周期，提高所述智能电网无线传感器网络的可靠性。

在一个实施例中，上述步骤S102中根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算该模拟聚合节点所对应的链路总开销的步骤，具体可以包括以下子步骤：

S201：以模拟聚合节点为主节点其他节点为子节点建立智能电网无线传感器网络的无向加权图；

在选取了模拟聚合节点后，以该模拟聚合节点为主节点，以其他节点为子节点建立所述主节点和子节点的无向加权图，即建立智能电网无线传感器网络的无向加权图。以一个4个节点的智能电网传感器网络为例，例如选取节点1为主节点，以节点2、节点3以及节点4为子节点，创建的无向加权图如图2所示，其中，(In,Jn),n＝(1,2,3...N)，In为第n个节点的当前开销，Jn为第n个节点的时间参量，Kpq,p＝(1,2,3...N),q＝(1,2,3...N)为节点P和节点q之间的权重，可以表示为节点p和节点q之间的链路开销。

S202：以每个子节点与主节点之间的链路开销作为该子节点的当前开销，并以每一链路所连接的两个节点之间的链路开销作为该链路的权重，并依据所述当前开销通过预设的开销时间比例关系计算每个子节点的时间参量；

创建了无向加权图之后，对无向加权图上的数值进行初始化。其中，将每个子节点与主节点之间的链路开销作为该子节点的当前开销，然后将每一链路所连接的两个节点之间的链路开销作为该链路的权重，最后依据所述当前开销通过预设的开销时间比例关系计算每个子节点的时间参量。优选地，所述时间参量应为所述当前开销的整数倍，以使个子节点的时间参量能够相互区分。

以图3为例，子节点2、子节点3以及子节点4与主节点1之间的链路开销分别为1，3，5。子节点2和子节点3之间的链路开销为2，子节点2和子节点4之间链路开销为1，子节点3和子节点4之间链路开销为1，而各子节点的时间参量是当前开销的1倍，所以子节点2、子节点3以及子节点4的时间参量分别为1，5，3。所以，初始化的无向加权图如图3所示。

S203：依据所述当前开销、时间参量以及各链路的权重通过预设的实际开销模型计算所述子节点在时间参量减至零时的实际开销，并根据每个节点的实际开销和发送频率通过预设的加和模型计算获得该模拟聚合节点对应的链路总开销。

在对无向加权图进行初始化之后，根据初始化时得到的每个子节点的当前开销、时间参量以及各链路的权重通过预设的实际开销计算模型对所述无向加权图进行求解，获得所述子节点在时间参量减至零时的实际开销。最后将所述实际开销和每个节点对应的发送频率代入预设的加和模型即可计算获得该模拟聚合节点对应的链路总开销。

其中，优选地，所述加和模型的公式为：其中，C_i为子节点i的实际开销，F_i为子节点i的发送频率。

在选取了主节点和子节点后通过建立主节点和子节点的无向加权图，然后对无向加权图进行初始化，即将各个节点之间的链路开销作为无向加权图的一部分参与各子节点实际开销的计算，最后对所述无向加权图进行求解获得各个子节点的实际开销，并根据该实际开销和各个子节点的发送频率计算获得该主节点的链路总开销。使得每个模拟聚合节点的链路总开销更加快速的计算得到，从而减少在寻找最佳聚合节点时的链路开销，增强智能电网无线传感器网络的实时性。

在一个实施例中，上述步骤S203中，依据所述当前开销、时间参量以及各链路的权重通过预设的实际开销模型计算所述子节点在时间参量减至零时的实际开销的步骤，具体可以包括以下子步骤。

S301：当前子节点分别接收其他子节点所发送的实际开销，并递减当前子节点的时间参量；

如果其他子节点向当前子节点发送实际开销，则当前子节点分别接收其他子节点所发送的实际开销，然后递减当前子节点的时间参量。

以图3为例，将图3所示的加权图作为时钟信号T为0的时刻，其中T为时钟信号上升沿、下降沿、高电平或者低电平的个数。请参参阅图4，在T＝1时刻，子节点2的时间参量递减为0。此时，子节点2向子节点3和子节点4发送子节点2的实际开销。子节点3和子节点4接收子节点2所发送的实际开销，并递减子节点3和子节点4的时间参量。

S302：如果所述实际开销与对应权值的和小于当前子节点的当前开销小，则实际开销与对应权值的和更新为当前子节点的当前开销，并重复接收其他子节点所发送的实际开销直到当前子节点的时间参量为零；

在接收到的实际开销与对应权值的和比当前子节点的当前开销小的情况下，实际开销与对应权值的和更新为当前子节点的当前开销。

如图4所示，在T＝1时刻，子节点3和子节点4都接收到了子节点2所发送的实际开销，子节点4的当前开销为3，子节点2的实际开销为1，而子节点4和子节点2之间的权值为1，即子节点4向主节点1发送数据经过子节点2转发的链路开销比子节点4直接向主节点1发送的链路开销要小，此时将子节点4的当前开销更新为2。子节点3当前开销的更新方式与子节点4相同，因此不再赘述。

然后当前子节点判断它的时间参量是否为零，如果不为零，则继续重复步骤S301和S302直到当前子节点的时间参量为零。

优选地，在接收到的实际开销与对应权值的和大于或等于子节点的当前开销时，丢弃所接收的实际开销。

S303：在当前子节点的时间参量为零时，将当前子节点的当前开销判定为实际开销，并向所有时间参量不为零的子节点发送当前子节点的实际开销。

待当前子节点的时间参量为零时，此时当前子节点将不会接收到其他子节点发送的实际开销，将当前子节点的当前开销判定为当前子节点的实际开销，然后向所有时间参量不为零的子节点发送当前子节点的实际开销。

以图5为例，在T＝3时刻，子节点4的时间参量递减为0，此时子节点4当前开销为2，将2作为子节点4的实际开销，然后将实际开销发给子节点3(此时只有子节点3的时间参量不为零)。

当前子节点分别接收其他子节点所发送的实际开销，并在接收到的实际开销与对应权值的和比当前子节点的当前开销小的情况下，更新当前子节点的当前开销，并在当前子节点的时间参量递减为零时，向时间参量大于零的子节点发送当前子节点的实际开销。在当前子节点的时间参量变为零时，该子节点的实际开销已经确定，此时发送实际开销给其它时间参量不为零的子节点，避免了将实际开销发给时间参量已经为零的子节点，能够尽可能地减少当前子节点的数据发送量，从而大大减小了寻找最佳聚合节点过程中的所产生的链路开销。

请参阅图6，其是本发明智能电网无线传感器网络聚合节点的选择***一种实施例的结构框图

一种智能电网无线传感器网络聚合节点的选择***，包括：

获取模块501，用于获取智能电网无线传感器网络任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率；

在智能电网无线传感器网络中，所述节点包括部署在电网中的传感器、无线监测设备、无线测量设备等。通过获取模块501获取智能电网无线传感器网络中任意两个节点之间的链路开销，其中，所述两个节点之间的链路开销指，两个节点在单位时间内不经过其他节点转发而直接向对方发送一个数据包所消耗的能量。然后通过获取模块501获取每个节点的发送频率，其中，所述发送频率为单位时间内节点向其他节点所发送数据包的数量。

总开销计算模块502，用于分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算该模拟聚合节点所对应的链路总开销；

总开销计算模块502创建基于各个节点的无向加权图，然后总开销计算模块502分别用每个节点模拟为聚合节点，即分别以每一节点为模拟聚合节点，然后总开销计算模块502根据任意两个节点之间的链路开销代入无向加权图中，并对所述无向加权图进行求解获得每一个节点对应的实际开销，然后将实际开销与对应的发送频率相乘后相加，即可获得所述模拟聚合节点所对应的链路总开销。

判定模块503，用于分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。

判定模块503获取各个节点的剩余能量，然后判定模块503分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，其中，节点对应的能量阈值与该节点的发送频率成正比，也就是说发送频率越高，那么该节点对应的能量阈值也越高，从而可以针对每个节点的发送频率不同，而设定对应的能量阈值。判定模块503筛选出能量超过对应能量阈值的节点，然后从这些节点中寻找链路总开销最小的模拟聚合节点，然后将该模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。也就是说，如果某一节点的剩余能量不大于该节点对应的能量阈值，那么该节点将不会成为最佳聚合节点。

本发明通过获取模块501获取智能电网无线传感器网络中任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率，然后总开销计算模块502分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算该模拟聚合节点所对应的链路总开销，然后通过判定模块503分别判断每一节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，然后将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为智能电网无线传感器网络的最佳聚合节点。本发明将智能电网传感器抽象化为一个无向加权图，在无向加权图中选择最佳聚合节点，能高效的寻找最佳聚合节点，有利于提高智能电网的效率，保证智能电网的实时性。另外，只有在节点剩余能量超过预设能量阈值时，该节点才有可能成为聚合节点，从而保证了整个智能电网无线传感器网络的生命周期，提高所述智能电网无线传感器网络的可靠性。

在一个实施例中，上述总开销计算模块502可以包括以下子模块。

加权图创建模块，用于以模拟聚合节点为主节点其他节点为子节点建立智能电网无线传感器网络的无向加权图；

在选取了模拟聚合节点后，加权图创建模块以该模拟聚合节点为主节点，以其他节点为子节点建立所述主节点和子节点的无向加权图，即建立智能电网无线传感器网络的无向加权图。以一个4个节点的智能电网传感器网络为例，例如选取节点1为主节点，以节点2、节点3以及节点4为子节点，加权图创建模块创建的无向加权图如图2所示，其中，(In,Jn),n＝(1,2,3...N)，In为第n个节点的当前开销，Jn为第n个节点的时间参量，Kpq,p＝(1,2,3...N),q＝(1,2,3...N)为节点P和节点q之间的权重，可以表示为节点p和节点q之间的链路开销。

初始化模块，用于以每个子节点与主节点之间的链路开销作为该子节点的当前开销，以每一链路所连接的两个节点之间的链路开销作为该链路的权重，并依据所述当前开销通过预设的开销时间比例关系计算每个节点的时间参量；

加权图创建模块创建了无向加权图之后，初始化模块对无向加权图上的数值进行初始化。其中，初始化模块将每个子节点与主节点之间的链路开销作为该子节点的当前开销，然后将每一链路所连接的两个节点之间的链路开销作为该链路的权重，最后初始化模块依据所述当前开销通过预设的开销时间比例关系计算每个子节点的时间参量。优选地，所述时间参量应为所述当前开销的整数倍，以使个子节点的时间参量能够相互区分。

以图3为例，子节点2、子节点3以及子节点4与主节点1之间的链路开销分别为1，3，5。子节点2和子节点3之间的链路开销为1，子节点2和子节点4之间链路开销为2，子节点3和子节点4之间链路开销为1，而各子节点的时间参量是当前开销的1倍，所以子节点2、子节点3以及子节点4的时间参量分别为1，3，5。所以，初始化的无向加权图如图3所示。

实际开销计算模块，用于依据所述当前开销、时间参量以及各链路的权重通过预设的实际开销模型计算所述子节点在时间参量减至零时的实际开销，并根据每个节点的实际开销和发送频率通过预设的加和模型计算获得该模拟聚合节点对应的链路总开销。

在初始化模块对无向加权图进行初始化之后，实际开销计算模块根据初始化时得到的每个子节点的当前开销、时间参量以及各链路的权重通过预设的实际开销计算模型对所述无向加权图进行求解，获得所述子节点在时间参量减至零时的实际开销。最后实际开销计算模块将所述实际开销和每个节点对应的发送频率代入预设的加和模型即可计算获得该模拟聚合节点对应的链路总开销。

其中，优选地，所述加和模型的公式为：其中，Ci为子节点i的实际开销，Fi为子节点i的发送频率。

在选取了主节点和子节点后通过加权图创建模块建立主节点和子节点的无向加权图，然后初始化模块对无向加权图进行初始化，即将各个节点之间的链路开销作为无向加权图的一部分参与各子节点实际开销的计算，最后实际开销计算模块对所述无向加权图进行求解获得各个子节点的实际开销，并根据该实际开销和各个子节点的发送频率计算获得该主节点的链路总开销。使得每个模拟聚合节点的链路总开销更加快速的计算得到，从而减少在寻找最佳聚合节点时的链路开销，增强智能电网无线传感器网络的实时性。

在一个实施例中，上述实际开销计算模块可以包括以下子模块。

开销接收模块，用于当前子节点分别接收其他子节点所发送的实际开销，并递减当前子节点的时间参量；

如果其他子节点向当前子节点发送实际开销，则当前子节点通过开销接收模块分别接收其他子节点所发送的实际开销，然后递减当前子节点的时间参量。

以图3为例，将图3所示的加权图作为时钟信号T为0的时刻，其中T为时钟信号上升沿、下降沿、高电平或者低电平的个数。请参阅图4，在T＝1时刻，子节点2的时间参量递减为0。此时，子节点2向子节点3和子节点4发送子节点2的实际开销。子节点3和子节点4接收子节点2所发送的实际开销，并递减子节点3和子节点4的时间参量。,

开销更新模块，用于在所述实际开销与对应权值的和小于当前子节点的当前开销小时，实际开销与对应权值的和更新为当前子节点的当前开销，并重复接收其他子节点所发送的实际开销直到当前子节点的时间参量为零；

在接收到的实际开销与对应权值的和比当前子节点的当前开销小的情况下，开销更新模块将实际开销与对应权值的和更新为当前子节点的当前开销。

如图4所示，在T＝1时刻，子节点3和子节点4都接收到了子节点2所发送的实际开销，子节点4的当前开销为3，子节点2的实际开销为1，而子节点4和子节点2之间的权值为1，即子节点4向主节点1发送数据经过子节点2转发的链路开销比子节点4直接向主节点1发送的链路开销要小，此时开销更新模块将子节点4的当前开销更新为2。子节点3当前开销的更新方式与子节点4相同，因此不再赘述。

然后当前子节点通过开销更新模块判断它的时间参量是否为零，如果不为零，则继续重复调用开销接收模块接收其他子节点所发送的实际开销直到当前子节点的时间参量为零。

优选地，还包括开销丢弃模块，用于在接收到的实际开销与对应权值的和大于或等于子节点的当前开销时，丢弃所接收的实际开销。及时丢弃所接收的实际开销，能够有效降低当前子节点的数据存储量，减少当前子节点出现拥塞的可能性。

开销发送模块，用于在当前子节点的时间参量为零时，将当前子节点的当前开销判定为实际开销，并向所有时间参量不为零的子节点发送当前子节点的实际开销。

待当前子节点的时间参量为零时，当前子节点将不会接收到其他子节点发送的实际开销，开销发送模块将当前子节点的当前开销判定为当前子节点的实际开销，然后开销发送模块向所有时间参量不为零的子节点发送当前子节点的实际开销。

以图5为例，在T＝3时刻，子节点4的时间参量递减为0，此时子节点4当前开销为2，开销发送模块将2作为子节点4的实际开销，然后开销发送模块将实际开销发给子节点3(此时只有子节点3的时间参量不为零)。

当前子节点通过开销接收模块分别接收其他子节点所发送的实际开销，并通过开销更新模块在接收到的实际开销与对应权值的和比当前子节点的当前开销小的情况下，更新当前子节点的当前开销，并在当前子节点的时间参量递减为零时，通过开销发送模块向时间参量大于零的子节点发送当前子节点的实际开销。在当前子节点的时间参量变为零时，该子节点的实际开销已经确定，此时通过开销发送模块发送实际开销给其它时间参量不为零的子节点，避免了将实际开销发给时间参量已经为零的子节点，能够尽可能地减少当前子节点的数据发送量，从而大大减小了寻找最佳聚合节点过程中的所产生的链路开销。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法，其特征在于，包括步骤：

获取智能电网无线传感器网络任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率；其中，所述链路开销为两个节点在单位时间内不经过其他节点转发而直接向对方发送一个数据包所消耗的能量；

分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算所述模拟聚合节点所对应的链路总开销；

分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。

2.根据权利要求1所述的智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法，其特征在于，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算该模拟聚合节点所对应的链路总开销的步骤，具体包括：

以模拟聚合节点为主节点其他节点为子节点建立智能电网无线传感器网络的无向加权图；

以每个子节点与主节点之间的链路开销作为该子节点的当前开销，并以每一链路所连接的两个节点之间的链路开销作为该链路的权重，并依据所述当前开销通过预设的开销时间比例关系计算每个子节点的时间参量；

依据所述当前开销、时间参量以及各链路的权重通过预设的实际开销模型计算所述子节点在时间参量减至零时的实际开销，并根据每个节点的实际开销和发送频率通过预设的加和模型计算获得该模拟聚合节点对应的链路总开销；

依据所述当前开销、时间参量以及各链路的权重通过预设的实际开销模型计算所述子节点在时间参量减至零时的实际开销的步骤，具体包括：

当前子节点分别接收其他子节点所发送的实际开销，并递减当前子节点的时间参量；

如果所述实际开销与对应权值的和小于当前子节点的当前开销小，则实际开销与对应权值的和更新为当前子节点的当前开销，并重复接收其他子节点所发送的实际开销直到当前子节点的时间参量为零；

在当前子节点的时间参量为零时，将当前子节点的当前开销判定为实际开销，并向所有时间参量不为零的子节点发送当前子节点的实际开销。

3.根据权利要求2所述的智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法，其特征在于，如果所述实际开销与对应权值的和大于或等于当前子节点的当前开销，则丢弃所接收的实际开销。

4.一种智能电网无线传感器网络聚合节点的选择***，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取智能电网无线传感器网络任意两个节点之间的链路开销和每个节点的发送频率；其中，所述链路开销为两个节点在单位时间内不经过其他节点转发而直接向对方发送一个数据包所消耗的能量；

总开销计算模块，用于分别以每一节点为模拟聚合节点，根据所述链路开销和发送频率通过无向加权图计算该模拟聚合节点所对应的链路总开销；

判定模块，用于分别判断各节点的剩余能量是否超过该节点对应的能量阈值，将剩余能量超过对应能量阈值的节点中链路总开销最小的模拟聚合节点判定为最佳聚合节点。

5.根据权利要求4所述的智能电网无线传感器网络聚合节点的选择***，其特征在于，所述总开销计算模块包括：

加权图创建模块，用于以模拟聚合节点为主节点其他节点为子节点建立智能电网无线传感器网络的无向加权图；

初始化模块，用于以每个子节点与主节点之间的链路开销作为该子节点的当前开销，以每一链路所连接的两个节点之间的链路开销作为该链路的权重，并依据所述当前开销通过预设的开销时间比例关系计算每个节点的时间参量；

实际开销计算模块，用于依据所述当前开销、时间参量以及各链路的权重通过预设的实际开销模型计算所述子节点在时间参量减至零时的实际开销，并根据每个节点的实际开销和发送频率通过预设的加和模型计算获得该模拟聚合节点对应的链路总开销；

所述实际开销计算模块包括：

开销接收模块，用于当前子节点分别接收其他子节点所发送的实际开销，并递减当前子节点的时间参量；

开销更新模块，用于在所述实际开销与对应权值的和小于当前子节点的当前开销小时，实际开销与对应权值的和更新为当前子节点的当前开销，并重复接收其他子节点所发送的实际开销直到当前子节点的时间参量为零；

开销发送模块，用于在当前子节点的时间参量为零时，将当前子节点的当前开销判定为实际开销，并向所有时间参量不为零的子节点发送当前子节点的实际开销。

6.根据权利要求5所述的智能电网无线传感器网络聚合节点的选择***，其特征在于，还包括：

开销丢弃模块，用于在如果所述实际开销与对应权值的和大于或等于当前子节点的当前开销时，丢弃所接收的实际开销。