CN101594287B - 一种数据传输的方法及系统、节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输的方法及系统、节点。本发明方法包括：在具有相同通信半径的节点中竞选成为簇头；选择次级簇头；与所述次级簇头协作传输数据。本发明还提供一种数据传输的系统，包括：第一节点，是在具有相同通信半径的节点中竞选产生，用于选择第二节点；第二节点，用于与所述第一节点协作传输数据。本发明可以节省网络中节点能量。

Description

一种数据传输的方法及系统、节点

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种数据传输的方法及系统、节点。

背景技术

无线传感器网络是由随机分布的节点通过自组织的方式形成，随机分布的节点集成有传感器、数据处理单元和通信模块；节点内置的传感器测量节点周边环境中的温度、湿度、压力、光、红外、声纳、雷达和地震波等信号，这些信号经过数据处理单元的处理，由通信模块将数据处理单元处理的信号数据发送给用户终端。

多入多出技术是指在无线通信的发送端和接收端都使用多根天线进行收发；多入多出技术为系统提供了充分的空间分集增益和空间复用增益，利用无线通信中的多经传播，在不增加频谱资源和发送功率的基础上，大幅度提高通信系统的容量和通信质量。将多入多出技术应用在无线传感器网络中可以节省大量的发送能量，从而延长网络的生命周期，但由于节点体积微小，不能安装多个天线，现有技术将多个单天线节点协作起来，组成虚拟天线阵列进行多入多出通信。

现有技术将多入多出技术与无线传感网络的分簇协议结合实现无线传感网络的多入多出数据传输；在分簇协议中，每个簇含有一个簇头和多个簇内节点，簇头负责簇内事务的管理和数据的收集；每个簇除了簇头和簇内节点外，还会在簇内节点中选择出节点作为次级簇头，次级簇头与簇头组成协作式多入多出天线，将收集的数据发送给基站。现有技术簇头的产生是在一个固定周期内，随机选择节点作为簇头，被选择做簇头的节点在下个周期成为簇头的几率减小。

在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术存在以下问题：由于簇头是随机选择产生的，并没有控制簇头和节点通信的相对位置，若簇头与节点距离比较远，节点需要增加发送功率才能够实现与簇头的通信，这样会增大节点的耗能，使得节点很快因为能力耗尽而失效，不利于网络的稳定，同时不利于数据的传输。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种数据传输的方法及系统、节点，能够有效地节省网络节点的能量，方便数据传输。

为解决上述技术问题，本发明所提供的数据传输的方法及系统、节点实施例是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种数据传输的方法，包括：

在具有相同通信半径的节点中竞选成为簇头；选择次级簇头；与所述次级簇头协作传输数据。

本发明实施例还一种数据传输的系统，包括：

第一节点，是在具有相同通信半径的节点中竞选产生，用于选择第二节点；第二节点，用于与所述第一节点协作传输数据。

本发明实施例还提供一种节点，包括：

竞选单元，用于在具有相同通信半径的节点中竞选成为簇头；

第一选择单元，用于竞选成为簇头后，在剩余能力超过阈值的节点中选择次级簇头。

上述技术方案中的技术方案具有如下有益效果：由于本发明实施例是具有相同通信半径的节点竞选成为簇头的，每个节点都具有相同的通信半径，将簇头与节点之间的距离限制相同的通信半径内，保证簇头处于簇内节点的相对中心位置，避免现有技术里节点与簇头的通信距离较远、需要较大的发送功率，本发明实施例有效地节省了节点的能量，保证网络的稳定性，同时确保数据的顺利传输。

附图说明

图1是本发明实施例提供的簇头产生的图；

图2是本发明实施例提供的数据传输的方法图；

图3是发明实施例提供的第一种重新选择簇头的流程图；

图4是本发明实施例提供的第二种重新选择簇头的流程图；

图5是本发明实施例提供的数据传输的系统图；

图6是本发明实施例提供的节点结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种数据传输的方法及系统、节点，用于传输网络中节点采集到的数据。

如下结合附图详细说明本发明实施例提供的数据传输的方法及系统、节点。

本发明以无线传感器网络为例说明本发明实施例提供的数据传输方法及系统、节点，但本发明实施例提供的数据传输的方法及系统、节点不局限于应用与无线传感器网络。本发明实施例每个节点都有一个全局唯一的ID号来进行标识，该ID号可以是硬件节点物理索引号，也可以是人工为每个节点分配的一个唯一的标识符。在分簇路由协议中，传感器网络中的节点通常被划分为多个簇，簇，是指具有某种关联的网络节点的集合，每个簇含有一个簇头和多个簇内节点，簇头一般负责簇内事务的管理和数据收集；分簇便于网络拓扑的管理和数据的传输。

在介绍本发明实施例提供的数据传输的方法前，先介绍本发明实施例提供的簇头产生的流程。

请参阅图1是本发明实施例提供的簇头产生的流程图；

步骤11、节点选择侦听结束时间；

网络形成后，节点收到基站发送的触发竞选簇头的消息后，选择侦听结束时间rand(t)；侦听结束时间的产生是节点在一个时间段内选择一个时间，该一段时间具有上限限制，该限制值可以在网络运行开始时或在运行期间，基站以广播的方式发送给每个节点。节点选择侦听结束时间后，随即开启定时器，执行步骤12。

步骤12、启动定时器；

定时器的定时时间是节点选择的侦听结束时间，在定时器到达节点选择的侦听结束时间rand(t)这段时间内，如果节点没有侦听到网络中其他节点发来的簇头竞选信息，则表明在该节点的通信范围内还没有节点成为簇头，则执行步骤1013a，广播节点自身的簇头竞选信息；如果一个节点的定时器还未到达节点产生的侦听结束时间rand(t)时，节点侦听到簇头竞选信息，则表明在该节点的通信范围内有节点已经成功成为簇头，则该节点放弃竞选，这样保证了在任一个簇头通信范围内只有一个簇头；随后，该节点根据接收到的簇头竞选信号强度估算到该簇头的距离，并把该距离和该簇头ID存储在侦听到的簇头集合中；每个节点存储一张侦听到的簇头集合信息表，该表包括簇头ID，到簇头的距离两项内容。在此后直到簇头产生阶段结束这段时间内，节点收听到任何簇头竞选信息，都按同样的方法估算到簇头的距离，并存储该簇头ID到侦听到的簇头集合中。

网络内所有节点的定时器在定时到簇基站广播的限制值时，停止定时。然后，每个没能竞选为簇头的节点，从自己存储的簇头集合中寻找距离自己最近的节点作为自己的簇头，并采用CSMA/CA方式占用信道，向该簇头发送请求加入信息。该信息中含有所选簇头的ID和该节点的ID，并附带该节点的剩余能量信息，剩余能量信息作为簇头选取协作式节点次级簇头的依据。每个簇头接收到发来的请求加入信息后，根据该请求加入消息的信号强度估算自己到每个组员的距离，并将其存储在组员信息表中。该表记录了每个组员的ID、节点剩余能量信息、到该组员的距离信息，簇头依据此表选择次级簇头。

步骤13、广播簇头竞选信息；

在侦听结束时间内未网络中其他节点发来的簇头竞选信息的节点在rand(t)时刻采用载波侦听多点接入/冲突检测(CSMA/CA，Carrier SenseMultiple Access with Collision Detection)方式接入信道，广播自身的簇头竞选信息，标志着该节点成功成为簇头。

至此，簇头产生，簇头负责簇内事务的管理和数据的收集。

请参阅图2是本发明实施例提供的数据传输的方法图。

步骤21、竞选产生簇头；

在网络开始运行时，首先网络里的节点竞选产生簇头。

本发明实施例规定无线传感器网络里的节点具有相同的通信半径，当两个节点之间的距离大于通信半径时，节点之间不能进行通信，这样保证簇头发送给簇内每个节点的信息节点可以收到，也同时保证簇内节点发送给簇头的数据簇头可以收到，保证网络中节点采集到的数据不被丢失，顺利传输到簇头。实际应用中，可以通过调节节点的发射功率确保每个节点都具有相同的通信半径。

簇头产生的具体步骤如图1下内容所示。

为实现数据的多入多出传输，簇头还要在簇内选择产生次级簇头，次级簇头与簇头组成协作式多入多出天线，将收集的数据发送给基站；执行步骤22，选择次级簇头。

当簇头的剩余能量小于一定阈值时，簇头广播簇头重组信息，表示放弃簇头身份，簇头重组信息中携带重组分簇的时间，具体过程如下：

图3是发明实施例提供的第一种重新选择簇头的流程图；

步骤211、簇头广播簇头重选信息；

当簇头的剩余能量小于一定阈值时，簇头广播簇头重选信息，表示放弃簇头身份，簇头重选信息中携带重新分簇的时间。为了使簇头节点放弃簇头身份后还可以继续收集并传送数据，上述一定阈值不能太小，本发明实施例提供设为初始能量的一半，本领域技术人员可根据网络具体的情况进行设置。本发明实施例簇头广播放弃簇头身份的信息促使再次选择簇头的操作，可以节省由于从新组建分簇而消耗的能量。若到达重新分簇的时间，执行步骤212。

步骤212、节点产生等待时间；

网络中的节点收到簇头广播的重新分簇消息，激发再一次的重新分簇；当到达重新分簇时间时，每个节点n根据自己的剩余能量信息来产生一等待时间t_n，令t_n＝β(E_i-E_n)/E_i，E_i为节点的初始能量(假设所有节点初始能量都相等)，E_n为节点n现在的能量，β为一调整因子，所有节点该因子都相同。由t_n的定义方法可以看出，剩余能量大的节点t值较小，则该节点有更大的概率竞争成为簇头。节点计算产生等待时间t值后，执行步骤213，开启定时器。

步骤213、开启定时器；

定时器的定时时间是节点产生的等待时间t，当定时器到达节点产生的等待时间t这段时间内，如果节点没有侦听到网络中其他节点发来的簇头竞选信息，则表明在该节点的通信范围内还没有节点成为簇头，则执行步骤214，广播节点自身的簇头竞选信息；如果一个节点的定时器还未到达节点产生的等待时间t时，节点侦听到簇头竞选信息，则表明在该节点的通信范围内有节点已经成功成为簇头，则该节点放弃竞选，这样保证了在任一个簇头通信范围内只有一个簇头；随后，该节点根据接收到的簇头竞选信号强度估算到该簇头的距离，并把该距离和该簇头ID存储在侦听到的簇头集合中；每个节点存储一张侦听到的簇头集合信息表，该表包括簇头ID，到簇头的距离两项内容。在此后直到簇头产生阶段结束这段时间内，节点收听到任何簇头竞选信息，都按同样的方法估算到簇头的距离，并存储该簇头ID到侦听到的簇头集合中。

每个没能竞选为簇头的节点，从自己存储的簇头集合中寻找距离自己最近的节点作为自己的簇头，并采用CSMA/CA方式占用信道，向该簇头发送请求加入信息。该信息中含有所选簇头的ID和该节点的ID，并附带该节点的剩余能量信息，剩余能量信息作为簇头选取协作式节点次级簇头的依据。每个簇头接收到发来的请求加入信息后，根据该请求加入消息的信号强度估算自己到每个组员的距离，并将其存储在组员信息表中。该表记录了每个组员的ID、节点剩余能量信息、到该组员的距离信息，簇头依据此表选择次级簇头。

步骤214、广播簇头竞选信息；

成为簇头的节点在t时刻采用载波侦听多点接入/冲突检测(CSMA/CA，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)方式接入信道，广播自身的簇头竞选信息，标志着该节点成功成为簇头。

步骤22、选择次级簇头；

簇头在其存储在组员信息表中选择剩余能力超过阈值的节点作为次级簇头。在发送数据时，簇头和次级簇头以协作式多入多出将数据发送给基站。如果需要N_t根发送天线，则簇头需要选择N_t-1个次级簇头。

具体选择次级簇头的公式如下：

$\underset{\∀\mathrm{restnodei}}{\min }\frac{d_i}{E_{\mathrm{re}\min \mathrm{der}}}s.t.E_{\mathrm{re}\min \mathrm{der}}\left(i\right)>E_{\mathrm{th}\_\mathrm{sch}}s.t.d_{\min }\≤d_i\≤d_{\max },$ 其中di表示簇头到节点i的距离，E_reminder(i)表示节点的剩余能量，E_remainder(i)＞E_{th_sch}是能量阈值限制，E_{th_sch}为节点成为次级簇头的能量阈值，只有剩余能量大于该值的节点才有机会称为次级簇头，该值可以通过估算次级簇头在数据通信中所消耗的能量来获得；d_min≤d_i≤d_max表示限制di的范围；表示选择

值最小的节点，由上面的公式可知，在同时满足距离和能量的前提下，距离与剩余能量之比的值小的节点优先成为次级簇头，距离簇头近且剩余能量大的节点优先成为次级簇头；这样既可以使网络内节点能量消耗较均匀，又可以使得簇头与次级簇头通信时节省能量；保证选择产生的次级簇头有足够的能量协助簇头传输数据，保证网络的稳定性，同时保证数据协作传输的顺利进行。

若簇头能够找到N_t-1个满足上述约束规则的次级簇头，则簇头向各个次级簇头发送信息通知其在多入多出通信时的角色；该信息中含有次级簇头的ID，次级簇头在STBC编码中所处的位置；在后面的协作式多入多出通信时，次级簇头将根据在STBC编码中所处的位置对数据进行STBC编码。簇头通知了次级簇头的角色后，簇头为该分簇内所有成员节点分配时分多址(TDMA，Time Division Multiple Access)时隙；执行步骤23。

若簇头不能在剩余能量超过阈值的节点中选择出足够的次级簇头，则重新选择簇头，这样保证网络中有足够的次级簇头协作簇头传输数据，保证不会出现因为没有足够的次级簇头数据传输停滞的现象。重新选择簇头的具体过程如下：

请参阅图4是本发明实施例提供的第二种重新选择簇头流程图；

步骤221、建立备选簇头表；

当前簇头建立备选簇头表，该簇头表中包含节点ID，节点剩余能量，簇内节点距离簇头的距离，该簇内节点是否做过重选簇头标志。优选的，存在于备选簇头表中节点满足的一个基本条件是，节点与当前簇头的距离小于所述相同通信半径的一半。

建立备选簇头表具体阐述如下：

在分簇建立后，分簇内的组员之间不一定是一跳通信可达的，簇头的改变可能造成组的分裂；在簇头重选机制当中，初始簇头处于中心的位置，那么替换之后的簇头有可能处于原来簇的边缘，于是有些组员不能和新簇头直接通信；即使采取一定的措施通过增大发送功率，可以使组员与新簇头直接通信，但由于通信距离变为原来的两倍，发送功率会增大很大，使得节点因为能力耗尽而失效；为了防止这种情况的出现，本发明实施例在当前簇头选择新簇头时加了限制条件，即在距离簇头一定距离内的节点才有可能当选为新的簇头，本发明实施例提供设置该距离为通信半径的一半，本领域技术人员可根据网络具体的情况进行设置。在进行簇头替换操作前，当前簇头首先根据节点到自身的距离建立起备选簇头表，该表中节点距簇头的距离小于通信半径的一半；该表项主要包括：

节点ID

节点剩余能量

距原始节点的距离

是否做过重选簇头标志

是否做过重选簇头标志是为了防止重复操作和陷入无休止的循环而设置的，若某个节点在本次重选阶段做过重选簇头，则将节点的重选簇头标识位标志置为1。当前簇头选择次级簇头时，由于本组组员节点都未做过重选簇头，因此表中所有节点该标志为0，但当前簇头的该标志位为1。

建立备选簇头表后，执行步骤222，选择新的簇头。

步骤222、在备选簇头表中选择新的簇头；

从备选簇头表中选择剩余能量最大的节点作为新的簇头。选择好新的簇头后，执行步骤223，当前的簇头向簇内节点发送广播消息。

步骤223、簇头向簇内节点发送广播消息；

广播消息表示放弃簇头身份，并携带新的簇头的ID。该广播消息中还包含有当前簇头的ID，当前簇头到新簇头的距离信息。然后，当前簇头向新簇头发送已建立的备选簇头信息表，以防止新簇头无法找到足够个协作节点时，需再次执行簇头禅让机制。簇内节点收到该广播消息后，执行步骤224。

步骤224、簇内节点向新的簇头发送请求加入消息；

簇内节点依据新的簇头的ID向新的簇头发送请求加入消息，该请求加入消息中携带该节点剩余能量。

本簇内节点收到信息后，首先根据新簇头ID判断谁是新簇头。如果节点判断出自己就是新簇头，则新簇头在接收了原簇头发来的备选簇头信息表后，将其中自己的重选簇头标志置为1。

如果非新簇头节点仍然按照建立分簇时的通信半径向新簇头发送信息，则某些节点的信息无法被新簇头正确接收，因为新簇头已经不在分簇的中心。为了防止此类事情的发生，非新簇头在向新簇头发送请求加入信息前，首先需要调整自己的发射功率。

由于节点只知已放弃簇头身份的原簇头到新簇头的距离，并不知道节点与新簇头的相对位置，所以本组内组员节点都按照最坏的情况调整功率，假设已放弃簇头身份的原簇头与新簇头之间的距离为d，分簇的通信半径为R，则本组组员到新簇头的最大距离为R+d；设当接收功率大于等于P_r时才能正确接收信息；则每个节点根据P_r、利用功率损耗公式即可计算出发送功率P_t。然后节点将自己的发射功率调至P_t，依然采用CSMA/CA方式占用信道，向新簇头发送请求加入信息，该信息含有节点的剩余能量信息。

由于P_t是簇内节点不知与新簇头的相对位置和距离情况下的最大保守发送功率，只用来发送请求加入信息；新簇头接收到请求加入信息后，根据接收到的各个节点的请求加入信息的信号强度估算到各个节点的距离，再根据估算得到的距离，计算出每个节点到达新的簇头所需要的发射功率P_r，即每个节点向新簇头发送数据信息时所用功率。

步骤225、新簇头存储簇内节点剩余能量；

新的簇头存储各节点的剩余能量、估算所得距离和计算出的发送数据时功率值。执行步骤226，选择次级簇头。

步骤226、新簇头选择次级簇头；

具体过程如步骤22中选择次级簇头的详细过程。

若新的簇头仍旧无法找到足够满足条件的次级簇头，则该簇头在备用簇头信息表中选择新的簇头代替自己，即再次执行簇头重选操作。若所有的备用簇头都无法找到足够个满足条件的次级簇头，本发明实施例提供减少协作节点个数，即减少次级簇头的个数。然后重新从原始簇头开始寻找次级簇头，最小协作节点的个数可由网络初始形成时确定，本领域技术人员可根据网络实际情况确定。

竞选产生簇头，并选择了足够的次级簇头后，执行步骤23，次级簇头与簇头协作传输数据。

步骤23、簇头与次级簇头协作传输数据；

首先，簇头向簇内节点广播需要发送数据的信息，簇中的普通节点在预先分配给自己的时隙中，按照簇头计算出的发送功率将数据发送给簇头，然后进入睡眠状态以节省能量。当簇头接收完簇内节点发来的数据后，按照一定的融合比例融合数据，该融合比例可以根据采集数据的性质和节点分布疏密度来人为规定，本领域技术人员可根据具体情况进行设置；然后，簇头将压缩后的数据广播给簇内次级簇头，各次级簇头接收到数据后，按照簇头预先分配的在空时编码中扮演的角色对数据进行空时块码编码；编码完成后，次级簇头与簇头协作，同步地以协作式多天线方式将编码后数据发送给基站。

至此，在无线传感器网络里选择簇头、次级簇头，最终实现以多天线协作式方式将数据发送给基站的数据传输方法介绍完毕。如下，本发明实施例提供应用上述方法的数据传输系统。

请参阅图5是本发明实施例提供的数据传输的系统图。

所述数据传输系统包括：第一节点100和第二节点200。

第一节点100，是在具有相同通信半径的节点竞选产生，用于选择第二节点；

第二节点200，用于与所述第一节点协作传输数据。

具体的，所述第一节点100包括：

竞选单元，用于在具有相同通信半径的节点中竞选成为第一节点；

第一选择单元，用于竞选成为第一节点后，在剩余能力超过阈值的节点中选择次级簇头。

在需要重选簇头时，所述第一节点进一步包括：

建立单元，用于建立备选第一节点表，所述第一节点表中包含节点ID，节点剩余能量，所述节点距离第一节点的距离；所述备选第一节点表中节点与所述第一节点的距离小于所述相同通信半径的一半；

第二选择单元，用于从所述备选第一节点表中选择剩余能量最大的节点作为新的第一节点。

进一步的，所述第一节点还包括：

消息发送单元，用于向簇内节点发送广播消息，所述广播消息表示放弃第一节点身份，并携带所述新的第一节点的ID。

详细的，所述竞选单元110包括：时间选择单元，定时器，侦听单元和广播单元；

所述时间选择单元，用于选择侦听结束时间；

所述侦听单元，用于侦听具有相同通信半径节点的第一节点竞选消息；若所述侦听单元在到达侦听结束时间这段时间内未侦听到第一节点竞选消息，通知广播单元广播所述一个节点自身的第一节点竞选信息；

所述广播单元，用于广播所述一个节点自身的第一节点竞选信息。

进一步的，若所述第一节点能量小于一定阈值，所述广播单元，广播第一节点重选信息；所述第一节点重选信息中携带重新分簇的时间。

另外，本发明实施例还提供一种节点，请参阅图6是本发明实施例提供的节点结构图。具体包括：

竞选单元110，用于在具有相同通信半径的节点中竞选成为簇头；

第一选择单元120，用于竞选成为簇头后，在剩余能力超过阈值的节点中选择次级簇头。

在需要进行簇头重选时，所述节点进一步包括：

建立单元130，用于建立备选簇头表，所述簇头表中包含节点ID，节点剩余能量，所述节点距离簇头的距离；所述备选簇头表中节点与所述簇头的距离小于所述相同通信半径的一半；

第二选择单元140，用于从所述备选簇头表中选择剩余能量最大的节点作为新的簇头。

进一步的，所述节点还包括：

消息发送单元150，用于向簇内节点发送广播消息，所述广播消息表示放弃簇头身份，并携带所述新的簇头的ID。

详细的，所述竞选单元包括：随机时间产生单元，定时器，侦听单元和广播单元；

所述时间选择单元，用于选择侦听结束时间；

所述侦听单元，用于侦听具有相同通信半径节点的簇头竞选消息；若所述侦听单元在到达侦听结束时间这段时间内未侦听到簇头竞选消息，通知广播单元广播所述一个节点自身的簇头竞选信息；

所述广播单元，用于广播所述一个节点自身的簇头竞选信息。

进一步的，所述若所述节点能量小于一定阈值，所述广播单元，广播簇头重选信息；所述簇头重选信息中携带重新分簇的时间。

以上对本发明所提供的一种数据传输的方法及系统、节点进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (18)

1.一种数据传输的方法，其特征在于，包括：

在具有相同通信半径的节点中竞选成为簇头；

簇头选择次级簇头；

簇头与所述次级簇头协作传输数据。

2.根据权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于，所述选择次级簇头具体是：在剩余能量超过阈值的节点中选择次级簇头。

3.根据权利要求2所述的数据传输的方法，其特征在于，若不能在剩余能量超过阈值的节点中选择出足够的次级簇头，则重新选择簇头。

4.根据权利要求3所述的数据传输的方法，其特征在于，所述重新选择簇头具体包括：

建立备选簇头表，所述备选簇头表中包含节点ID，节点剩余能量，所述节点距离簇头的距离；所述备选簇头表中节点与所述簇头的距离小于所述相同通信半径的一半；

从所述备选簇头表中选择剩余能量最大的节点作为新的簇头。

5.根据权利要求4所述的数据传输的方法，其特征在于，所述重新选择簇头后，所述簇头向簇内节点发送广播消息，所述广播消息表示放弃簇头身份，并携带所述新的簇头的ID；

所述新的簇头的ID用于所述簇内节点依据所述新的簇头的ID向新的簇头发送请求加入消息，所述请求加入消息携带节点剩余能量。

6.根据权利要求5所述的数据传输的方法，其特征在于，若所述新的簇头不能在剩余能量超过阈值的节点中选择出足够的次级簇头，则减少次级簇头个数，重新开始选择次级簇头。

7.根据权利要求1至6所述的任一项数据传输的方法，其特征在于，所述竞选成为簇头具体包括：

选择侦听结束时间，启动定时器；

侦听具有相同通信半径的节点的簇头竞选消息；

在所述定时器启动到到达所述侦听结束时间这段时间内，若未侦听到簇头竞选消息，广播自身的簇头竞选消息并成为簇头。

8.根据权利要求7所述的数据传输的方法，其特征在于，若所述簇头能量小于一定阈值，所述簇头广播簇头重选信息；所述簇头重选信息中携带重新分簇的时间。

9.一种数据传输的系统，其特征在于，包括：

第一节点，是在具有相同通信半径的节点中竞选产生，用于选择第二节点；

第二节点，用于与所述第一节点协作传输数据。

其中，所述第一节点包括：

竞选单元，用于在具有相同通信半径的节点中竞选产生第一节点；

第一选择单元，用于竞选产生第一节点后，在剩余能力超过阈值的节点中选择第二节点。

10.根据权利要求9所述的数据传输的系统，其特征在于，所述第一节点还包括：

建立单元，用于建立备选第一节点表，所述第一节点表中包含节点ID，节点剩余能量，所述节点距离第一节点的距离；所述备选第一节点表中节点与所述第一节点的距离小于所述相同通信半径的一半；

第二选择单元，用于从所述备选第一节点表中选择剩余能量最大的节点作为新的第一节点。

11.根据权利要求10所述的数据传输的系统，其特征在于，所述第一节点还包括：

消息发送单元，用于向簇内节点发送广播消息，所述广播消息表示放弃第一节点身份，并携带所述新的第一节点的ID。

12.根据权利要求9、10或11所述的数据传输的系统，其特征在于，所述竞选单元包括：时间选择单元，侦听单元和广播单元；

所述时间选择单元，用于选择侦听结束时间；

所述侦听单元，用于侦听具有相同通信半径的节点的第一节点竞选消息；若所述侦听单元在到达侦听结束时间这段时间内未侦听到第一节点竞选消息，通知广播单元广播一个节点自身的第一节点竞选消息；

所述广播单元，用于广播所述一个节点自身的第一节点竞选消息。

13.根据权利要求12所述的数据传输的系统，其特征在于，若所述第一节点能量小于一定阈值时，所述广播单元，广播第一节点重选信息；所述第一节点重选信息中携带重新分簇的时间。

14.一种节点，其特征在于，包括：

竞选单元，用于在具有相同通信半径的节点中竞选产生簇头；

第一选择单元，用于竞选产生簇头后，在剩余能力超过阈值的节点中选择次级簇头。

15.根据权利要求14所述的节点，其特征在于，所述节点还包括：

建立单元，用于建立备选簇头表，所述簇头表中包含节点ID，节点剩余能量，所述节点距离簇头的距离；所述备选簇头表中节点与所述簇头的距离小于所述相同通信半径的一半；

第二选择单元，用于从所述备选簇头表中选择剩余能量最大的节点作为新的簇头。

16.根据权利要求15所述的节点，其特征在于，所述节点还包括：

消息发送单元，用于向簇内节点发送广播消息，所述广播消息表示放弃簇头身份，并携带所述新的簇头的ID。

17.根据权利要求14、15或16所述的节点，其特征在于，所述竞选单元包括：时间选择单元，侦听单元和广播单元；

所述时间选择单元，用于选择侦听结束时间；

所述侦听单元，用于侦听具有相同通信半径的节点的簇头竞选消息；若所述侦听单元在到达侦听结束时间这段时间内未侦听到簇头竞选消息，通知广播单元广播一个节点自身的簇头竞选消息；

所述广播单元，用于广播所述一个节点自身的簇头竞选消息。

18.根据权利要求17所述的节点，其特征在于，若所述节点能量小于一定阈值时，所述广播单元，广播簇头重选信息；所述簇头重选信息中携带重新分簇的时间。

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