如何提高能量利用效率和均衡节点能耗以延长网络的生存时间是设计无线传感器网络时首要考虑的的关键问题之一。在相关研究的基础上,本文着重研究分簇算法和路由选择两种关键技术,以保证网络中能量的高效利用。
　　 本研究针对分簇算法中簇头节点能耗不均衡的问题,提出了一种应用相对变换的无线传感器网络分簇算法。首先设计相对变换模型,用以提高参数集合的可区分性。在成簇阶段,节点将簇头剩余能量、簇头与节点和簇头与基站的传输能耗等参数利用本文模型进行相对变换,再利用变换后的参数计算簇头适宜度作为成员节点的入簇依据,并通过簇头的反馈信息控制簇的规模,形成优化的簇结构,使得网络节点负载更均衡。通过仿真实验验证了算法的有效性。为节省节点在数据传输过程中的能量,均衡节点间的能耗,提出一种基于非均匀簇的混合多跳路由协议。先根据簇头与基站的距离调整簇规模的大小,在数据传输过程中,源簇头节点通过转发权值函数选择中继节点,转发权值由距离因子和惩罚因子共同决定,距离因子综合考虑了源簇头节点的当前剩余能量、单跳距离和下一跳节点的剩余能量,用以降低链路通信代价,惩罚因子可以降低剩余能量较少的簇头节点成为中继节点的概率,用以均衡节点能耗。通过选择转发权值较小的中继节点可以达到均衡节点负载和提高能量利用率的目的。通过仿真实验验证了算法的有效性。