CN107295533A - 一种选举簇头节点的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种选举簇头节点的方法和装置，属于通信技术领域。所述方法包括：根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件；根据目标房屋中节点的位置信息，确定本节点所属的第一区域所包含的节点；根据第一区域包含的各节点的竞争值，在第一区域包含的节点中选举簇头节点。根据本实施例提供的方法，可以根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域不会存在穿过墙壁的情况，因此可以保证簇内通信信号不会因障碍物的阻碍而大幅度衰减，从而保证了簇内通信质量。

Description

一种选举簇头节点的方法和装置
技术领域
本公开是关于通信技术领域，尤其是关于一种选举簇头节点的方法和装置。
背景技术
通常情况下，一个家庭中存在多个设备，其中，设备可以包括电脑、平板电脑、手机、电冰箱、电视机、洗衣机以及传感器等。其中，传感器又可以包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等。这些设备都可以通过家庭中的局域网相互通信。所述局域网可以被划分为多个簇，每个簇均可以包括多个节点(即设备)。簇内的节点又可以分为簇头节点和簇成员节点。每个簇由一个簇头节点和多个簇成员节点组成。其中，在每个簇内可以根据一定的机制算法选取簇中某个节点作为簇头节点，用于管理或控制整个簇内簇成员节点，以及协调簇成员节点之间的工作。
在相关技术中，簇头节点的选举操作是通过基站完成的。首先，基站会接收一个家庭中的局域网内各节点上传的相关信息。其中，所述相关信息包括节点的位置信息。基站可以根据所述位置信息确定各节点在家庭中的位置分布情况，并依据各节点在家庭中的位置分布情况，确定各节点所属的以固定簇半径划分的区域。接着，根据上述相关信息分别计算各节点参与簇头节点选举操作的竞争值。最后，依据所述竞争值分别在划分的区域中对节点的竞争值进行排序，选举各划分的区域中具有最大竞争值的节点作为簇头节点。
基站在选举簇头节点的过程中是以固定簇半径进行区域的划分的，这就有可能造成同一簇内的簇头节点和簇成员节点处于两个不同的房间中。当簇头节点和簇成员节点进行通信时，由于两个不同的房间隔着墙壁会造成通信性能下降的问题。
发明内容
为了克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种选举簇头节点的方法和装置。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种选举簇头节点的方法，所述方法包括：
根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件；
根据所述目标房屋中节点的位置信息，确定本节点所属的第一区域所包含的节点；
根据所述第一区域包含的节点的竞争值，在所述第一区域包含的节点中选举簇头节点。
可选地，根据所述第一区域包含的节点的竞争值，在所述第一区域包含的节点中选举簇头节点，包括：
向所述第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与所述本节点的竞争值比较；
当检测到所述第一区域中任一节点反馈的竞争值大于本节点的竞争值时，停止发送竞争值请求，并在接收到其它节点发送的竞争值请求时，反馈拒绝选举消息；
当向所述第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
可选地，所述向所述第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与所述本节点的竞争值比较，包括：
如果本节点的节点类型为预设节点类型，则向所述第一区域中的预设节点类型的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与所述本节点的竞争值比较；
所述当向所述第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点，包括：
当向所述第一区域中所有预设类型的节点都发送竞争值请求后，接收到的的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
可选地，所述节点类型包括固定类型和移动类型，所述预设节点类型为固定类型。
可选地，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件，包括：
对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值。
可选地，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，包括：
将区域划分数目N设置为预设初始数值，N为大于等于1的正整数；
将房间平均划分为N个待定区域，判断所述待定区域的外接圆的半径是否小于或等于预设半径阈值；
若所述待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，则确定所述N个待定区域为划分得到的区域；若所述待定区域的外接圆的半径大于预设半径阈值，则将N的数值加1，并转至执行所述将房间平均划分为N个待定区域的处理。
可选地，所述方法包括：
基于传输损耗、节点的天线长度、通信电波波长，确定所述预设半径阈值。
可选地，所述竞争值根据节点的至少一个属性信息确定，所述至少一个属性信息中包括节点与所述第一区域中心点的距离。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种选举簇头节点的装置，所述装置包括：
划分模块，用于根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件；
确定模块，用于根据所述目标房屋中节点的位置信息，确定本节点所属的第一区域所包含的节点；
选举模块，用于根据所述第一区域包含的节点的竞争值，在所述第一区域包含的节点中选举簇头节点。
可选地，所述选举模块包括：
比较单元，用于向所述第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与所述本节点的竞争值比较；
反馈单元，用于当检测到所述第一区域中任一节点反馈的竞争值大于本节点的竞争值时，停止发送竞争值请求，并在接收到其它节点发送的竞争值请求时，反馈拒绝选举消息；
确定单元，用于当向所述第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
可选地，所述比较单元用于在本节点的节点类型为预设节点类型时，向所述第一区域中的预设节点类型的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与所述本节点的竞争值比较；
所述确定单元用于在向所述第一区域中所有预设类型的节点都发送竞争值请求后，接收到的的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
可选地，所述节点类型包括固定类型和移动类型，所述预设节点类型为固定类型。
可选地，所述划分模块用于对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值。
可选地，所述划分模块包括：
设置单元，用于将区域划分数目N设置为预设初始数值，N为大于等于1的正整数；
判断单元，用于将房间平均划分为N个待定区域，判断所述待定区域的外接圆的半径是否小于或等于预设半径阈值；
划分单元，用于当所述待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，确定所述N个待定区域为划分得到的区域；
执行单元，用于当所述待定区域的外接圆的半径大于预设半径阈值，将N的数值加1，并转至执行所述将房间平均划分为N个待定区域的处理。
可选地，所述装置包括：
阈值确定模块，用于基于传输损耗、节点的天线长度、通信电波波长，确定所述预设半径阈值。
可选地，所述竞争值根据节点的至少一个属性信息确定，所述至少一个属性信息中包括节点与所述第一区域中心点的距离。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种节点，所述节点包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述选举簇头节点的方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述选举簇头节点的方法。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
根据本实施例提供的方法，可以根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域不会存在穿过墙壁的情况，因此可以保证簇内通信信号不会因障碍物的阻碍而大幅度衰减，从而保证了簇内通信质量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种选举簇头节点的方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种进行区域划分的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种选举簇头节点的方法的流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种簇中各节点分布示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种簇通信的示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种在簇中应用的数据结构的示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种选举簇头节点的装置的示意图；
图8是根据一示例性实施例示出的一种选举簇头节点的装置的示意图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种节点的结构示意图。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明实施例提供了一种选举簇头节点的方法，该方法可以由家庭中的节点实现。其中，节点可以包括电脑、平板电脑、手机、电冰箱、电视机、洗衣机以及传感器等。节点可以包括收发器、处理器、存储器等部件。收发器，可以用于与其他节点或者基站进行通讯，例如，可以向其他节点发送本节点的位置信息等，收发器可以包括蓝牙部件、WiFi(Wireless-Fidelity，无线高保真技术)部件、天线、匹配电路、调制解调器等。处理器，可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等，可以用于计算节点的竞争值，等处理。存储器，可以为RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，Flash(闪存)等，可以用于存储接收到的数据、处理过程所需的数据、处理过程中生成的数据等。
节点还可以包括输入部件、显示部件、音频输出部件等。输入部件可以是触摸屏、键盘、鼠标等。音频输出部件可以是音箱、耳机等。
本公开一示例性实施例提供了一种选举簇头节点的方法，如图1所示，该方法的处理流程可以包括如下的步骤：
步骤S110，根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件。
在本实施例中，选举簇头节点的过程都是在家庭中的各节点上完成的，在选举簇头节点完毕后，只需要通知基站哪些设备是簇头节点即可。选举簇头节点的过程无需基站的参与，如此可以降低基站的信息处理量，从而降低基站的负载。
在实施中，各节点可以预先存储目标房屋的户型图，所述户型图中包含每个房间的位置信息以及尺寸大小。接着，节点可以根据目标房屋中每个房间的尺寸，对每个房间分别进行区域划分。需要说明的是，区域的划分的过程不是随机的，要保证划分得到的每个区域的尺寸满足预设的尺寸条件。另外，由于房间形状一般为矩形，因此在划分区域时，也将区域划分为矩形的形状。
在划分区域的过程中，以房间为最大单位进行划分，例如，将尺寸小的卫生间划分为一个区域，将尺寸大的客厅划分为两个区域。这样可以保证划分得到的任一区域都不会穿过墙壁，进而任一区域中的簇内部通信都不会穿过墙壁，从而避免了穿过墙壁进行通信会导致的信号衰减、通信性能下降的问题。
可选地，为了控制划分得到的区域的尺寸，使得区域的划分更为合理，相应地，本实施例提供的步骤S110包括：对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值。
在实施中，如果区域划分的过大，一个区域内存在的节点就很可能会过多，一个簇头节点所带的簇成员节点就会相应过多，进而，该簇头节点的工作量就会过载，簇内的通信性能就会大大降低。因此，将每个区域的尺寸控制在一定的范围内，可以提高簇内的通信性能。
可选地，具体区域划分方法可以见下面的描述。对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值的步骤包括：
步骤一：将区域划分数目N设置为预设初始数值，N为大于等于1的正整数。
步骤二：将房间平均划分为N个待定区域，判断待定区域的外接圆的半径是否小于或等于预设半径阈值。
步骤三：若待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，则确定N个待定区域为划分得到的区域。
步骤四：若待定区域的外接圆的半径大于预设半径阈值，则将N的数值加1，并转至执行将房间平均划分为N个待定区域的处理。
在实施中，首先，设置N为1，将每个房间划分成一个待定区域。接着，对一个待定区域作外接圆，确定外接圆的半径。随后，将一个待定区域的外接圆的半径与预设半径阈值相比较，如果一个待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，则一个待定区域对应的房间就可以被确定为划分得到的区域。如果一个待定区域的外接圆的半径大于预设半径，则将房间平分为两个待定区域。接着，对两个待定区域作外接圆，确定外接圆的半径。将两个待定区域的外接圆的半径与预设半径阈值相比较，如果两个待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，则将两个待定区域确定为划分得到的区域。如果两个待定区域的外接圆的半径大于预设半径阈值，则将两个待定区域平分为三个两个待定区域，再去比较三个两个待定区域的外接圆的半径与预设半径阈值的大小。可以重复执行步骤二到步骤四直至满足待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值。
如图2所示，目标房屋包括一个卫生间、一个厨房、两个卧室和一个客厅。其中，以卫生间和客厅为例。卫生间长4米，宽3米，则可以确定其外界圆半径R1为2.5米。客厅长10米、宽5米，则可以确定其外接圆半径R为5.6米。如果预订半径阈值为3米，比较R1与预订半径阈值的大小，确定R1小于预订半径阈值，则可以确定整个卫生间为划分得到的区域。接着，比较R与预订半径阈值，确定客厅的外接圆半径大于预订半径阈值，则将客厅平分为两个区域5和区域6，区域5和区域6的长为5米、宽为5米，则可以确定区域6的外界圆半径R6为2.5米，比较R6与预订半径阈值的大小，确定R6小于预订半径阈值，则确定区域5和区域6为两个划分的到的区域。
可选地，本实施例提供一种预设半径阈值的取值方法。本实施例提供的方法包括：基于传输损耗、节点的天线长度、通信电波波长，确定预设半径阈值。
在概率统计学上，以局域网中任意一点为中心，以自由空间和多径衰落信道的门限距离R0为半径的圆内至少有一个簇头节点的概率等于或非常接近等于1。因此，只要保证划分得到的区域的外接圆半径小于或等于R0，就可以使得划分得到的区域近似存在一个簇头节点。同时，通过长期的实验证明以R0作为区域的外接圆半径可以使得簇内通信性能达到最优。故而，可以将R0作为预设半径阈值。具体地，的计算公式如公式1所示：
其中，L'是传输损耗，ht和hr分别是节点分别作为发送端和接收端的天线长度，在实际计算中，ht和hr的大小是一样的。λ是通信电波波长。
在实施中，传输损耗、节点的天线长度、通信电波波长的大小可以根据应用环境确定，因此R0也可以被确定。可以预先计算好R0，并将其存储在节点的存储器中。在使用该值的时候，直接将其调出来使用即可。
步骤S120，根据目标房屋中节点的位置信息，确定本节点所属的第一区域所包含的节点。
在实施中，本节点可以根据本节点的位置信息以及区域的位置确定本节点所属的第一区域。接着，收集目标房屋中每个节点的位置信息，根据每个节点的位置信息与区域的位置，确定本节点所属的第一区域所包含的各节点。例如，如图2所示，本节点A所属的第一区域为区域6，在该区域中还包含节点B、节点C、节点D、节点E以及节点F。本节点A在该步骤中需要确定它所属的区域6所包含的节点A、节点B、节点C、节点D、节点E以及节点F。
其中，节点的位置信息可以通过以下方式得到：各节点自动通过GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)定位确定大致的位置信息，再通过各节点相互间的通信操作矫正得到更加精确的位置信息。
步骤S130，根据第一区域包含的节点的竞争值，在第一区域包含的节点中选举簇头节点。
可选地，如图3所示，根据第一区域包含的节点的竞争值，在第一区域包含的节点中选举簇头节点可以包括步骤S310、步骤S320以及步骤S330。
步骤S310，向第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点的竞争值比较。
在实施中，如图2所示，本节点A可以在其所属区域6包含的节点B、节点C、节点D、节点E以及节点F中任意选择一个节点如节点E。接着，向节点E发送竞争值请求，接收节点E反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点A的竞争值比较。需要说明的是，如果节点E在与区域6中的其他节点如节点B比较竞争值并且节点E的竞争值小于节点B之后，节点E退出簇头节点的选举，不再向除节点E之外的其他节点发送其竞争值。这样本节点A在向节点E发送竞争值请求时，接收不到节点E反馈的竞争值。此时，本节点A可以将节点E的标识如“E”记录在本地存储器中，以记录已经与节点E比较过竞争值，从而避免多次重复向节点E发送竞争值请求。继而，本节点A仍可以参与簇头节点的选举，并向区域6中的除节点E之外的节点B、节点C、节点D以及节点F中的任一节点发送竞争值请求。
步骤S320，当检测到第一区域中任一节点反馈的竞争值大于本节点的竞争值时，停止发送竞争值请求，并在接收到其它节点发送的竞争值请求时，反馈拒绝选举消息。
在实施中，如图2所示，例如，本节点A与节点E比较竞争值的大小，本节点A的竞争值大于节点E，则节点E退出簇头节点的选举，本节点A继续在区域6中包含的除节点E之外的节点B、节点C、节点D以及节点F中任意选择一个节点如节点C。接着，向节点C发送竞争值请求，接收节点C反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点A的竞争值比较，如果确定节点C的竞争值大于本节点A，因此，本节点A停止发送竞争值请求，并在接收到其它节点发送的竞争值请求时，反馈拒绝选举消息。
步骤S330，当向第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
在实施中，例如，接上例，如果确定节点C的竞争值小于本节点A，则继续在区域6中包含的除节点E、节点C之外的节点B、节点D以及节点F中任意选择一个节点进行竞争值的比较，直到确定本节点A的竞争值小于节点B、节点D、节点F中的任一节点，或者在本节点A的竞争值与区域6中的所有节点的竞争值都比较过之后确定本节点A的竞争值大于区域6中的所有节点的竞争值为止。最后，如果本节点A的竞争值大于区域6中的所有节点的竞争值，可以确定本节点A为区域6中的簇头节点。
在实施中，本节点可以直接计算其竞争值，但是在实际应用中，并不一定所有的节点都要参与簇头节点的选举。因为某些节点并不是优选节点，其各方面的性能并不是最优的，所以在本实施中，首先在计算本节点的竞争值之前，可以根据本节点的节点类型判断本节点是否要参与簇头节点的选举。可选地，步骤S310包括：如果本节点的节点类型为预设节点类型，则向第一区域中的预设节点类型的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点的竞争值比较；步骤S330包括：当向第一区域中所有预设类型的节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
其中，对于预设节点类型，首先，预设节点类型可以是通信能力强的节点类型。具体地，可以将使用蜂窝网通信的节点作为通信能力强的节点，如使用SIM卡通信的手机等节点。另外，可以将其余使用WiFi、蓝牙、Zigbee(紫蜂协议)、D2D(Device-to-DeviceCommunication，邻近通讯网络)通信的节点作为通信能力弱的节点。以上针对节点进行的通信能力强弱的区分，主要是依据其通信的距离远近划分的。例如，手机可以通过蜂窝网连接到千米之外的基站，然而，平板电脑通过WiFi只能连接到三十米之内的路由器。显然，手机的通信能力要远远大于平板电脑的通信能力。在本实施例中，根据经验可以判断每个第一区域内一般都会存在一个通信能力强的节点，可以默认只在通信能力强的节点中选举簇头节点，第一区域内的通信能力弱的节点不参选。此外，各节点在各节点的存储器中将各自的通信能力用相应的标识进行存储。例如，手机可以建立一条数据，数据头部是“communication capacity”，该数据尾部是“strong”。平板电脑可以建立另外一条数据，数据头部同样是“communication capacity”，该数据尾部是“weak”。这样做可以使得各节点可以根据数据的内容自动区分是不是通信能力强的节点，以确定要不要参选簇头节点。
可选地，除上述通信能力强或弱节点类型以外，节点类型还可以包括固定类型和移动类型，预设节点类型为固定类型。
其中，固定类型节点可以包括电视、电冰箱等，当这些节点被放置在一个位置之后，一般不会再被移动了。相应地，移动类型节点可以包括平板电脑等，这些节点会随着使用需求被放置在不同的区域或者在不同区域之内或之间移动。在本实施例中，更希望簇头节点是固定设备，固定设备不会移动，因此簇内的簇头节点不会因为节点的移动而丢失，从而簇内或簇之间的通信更加稳定。
在实施中，如图2所示，例如，本节点A的节点类型为固定类型，则确定本节点A所属区域6中包含的其他节点的节点类型，确定区域6中包含的节点B为固定类型、节点C为移动类型、节点D为移动类型、节点E为移动类型以及节点F为固定类型。逐个向区域6中的节点B、节点F发送竞争值请求，接收节点B、节点F反馈的各自的竞争值，将接收到的竞争值与本节点A的竞争值比较。当向区域6中的节点B、节点F都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点A的竞争值时，确定本节点A为簇头节点。
另外，当家庭遇到停电的情况，一般的固定类型的节点如电视、电冰箱会断电，此时，区域内不存在固定类型节点了，可以在移动类型的节点中选举簇头节点。
通过以上描述可知，簇头节点的选举的重要参考因素是竞争值，本实施例将会在下面的描述中提供竞争值的计算方法。
可选地，竞争值可以根据节点的至少一个属性信息确定，至少一个属性信息中包括节点与第一区域中心点的距离。
在实施中，如果区域内存在固定类型节点，则在计算固定类型节点的竞争值时，可以基于节点与第一区域中心点的距离以及节点的数据处理能力值进行计算。具体可以通过公式2进行计算：
W＝w1C+w2L (公式2)
其中，w1+w2＝1，w1和w2的值可以根据具体的应用场景来确定。C为节点的数据处理能力值，L为本节点与第一区域中心点的距离。例如，如果簇内需要具有较强数据处理能力的簇头节点，则可以把w1相应地调高。如果簇内需要具有离第一区域中心点较近的簇头节点，则可以把w2相应地调高。
其中，节点与第一区域中心点的距离L，可以通过公式3进行计算：
其中，R为第一区域的外接圆半径，d为节点到第一区域中心点的距离。如图4所示，越靠近第一区域的中心点的节点的L值越大，位于第一区域的中心点的节点A的L值为1，位于第一区域的顶点上的节点C的L值为0。当簇头节点离第一区域的中心点更近时，离第一区域内的簇成员节点的距离就会更平均，这样每个簇成员节点与簇头节点的通信的竞争公平性更高。
在实施中，如果区域内不存在固定类型节点，只存在移动类型节点，则在计算竞争值的过程中，除了要考虑节点与第一区域中心点的距离以及节点的数据处理能力值的因素之外，还需要根据移动类型节点的属性考虑加入节点移动速度比值和节点剩余能量值比值的因素。其中，由于移动类型节点如平板电脑是充电设备，因此这类节点有能量耗尽的问题，当能量耗尽时，节点不在工作，那么如果是耗尽能量的是簇头节点，簇内或者簇之间就短时间内无法进行通信。故而，在本实施例中，更希望簇头节点具有更多的剩余能量。具体移动类型节点的竞争值可以通过公式4进行计算：
W＝w1C+w2L+w3S+w4N (公式4)
其中，w1+w2+w3+w4＝1，w1、w2、w3和w4的值可以根据具体的应用场景来确定。具体确定方法可以参照公式3中的权重w的确定方法，在此不再赘述。C为节点的数据处理能力值，L为第一区域中心点的距离，S为节点移动速度比值，N为节点剩余能量值比值。
其中，节点移动速度比值S可以通过公式5进行计算：
其中，定义整个家庭局域网中具有最大速度Vmax的节点的S为0，任一以速度V运动的节点的S可以通过公式5计算得到。
此外，节点剩余能量值比值N可以通过公式6进行计算：
其中，定义整个家庭局域网中具有最大剩余能量Emax的节点的N为1，任一具有剩余能量E的节点的N可以通过公式6计算得到。
可选地，当确定第一区域的簇头节点之后，簇头节点可以向第一区域所包含的节点发送簇头节点当选广播，簇成员节点接收到簇头节点当选广播之后，可以申请与簇头节点建立连接。在簇头节点确认与簇成员节点连接后，将该簇成员节点加入到在本地存储器建立的簇成员列表中。
可选地，在本实施例中，可以尽量使用单跳通信，以此来降低通信传输时延。可以在簇头节点与基站的通信过程中、簇头节点与簇成员节点的通信过程中，一个簇内簇成员节点之间的通信过程中都尽量使用单跳通信。此外，可以使用CDMA(Code DivisionMultiple Access，码分多址)通信协议来避免不同簇之间的相互干扰。与此同时，还可以给每个簇分配不同的扩频码，来进一步避免不同簇之间的相互干扰。其中，扩频码又称为信道化码，用于区分来自不同簇的不同通信传输。如图5所示，簇1使用扩频码1进行通信，簇2使用扩频码2进行通信，簇3使用扩频码3进行通信。
可选地，在一个簇内的簇成员节点与簇头节点的通信过程中，可以通过多个帧进行通信。每个帧可以包括多个时隙，如图6所示，可以包括时隙1至8。时隙1至8可以被分配给节点1至5分别用于数据上传。其中，节点1、节点2分别为手机、照相机，在时隙1至3阶段，手机可以将其需要上传的照片发送至簇头节点，在时隙4至5，照相机可以将其需要上传的照片发送至簇头节点。手机、照相机上传照片的操作属于突发操作，因为上传照片并不存在固定的周期，当用户需要上传的时候就会去触发上传的操作。因此，可以将时隙1至5作为突发时隙传输阶段。再者，节点3、节点4和节点5分别为温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器，他们上传数据的时隙分别为时隙6、时隙7和时隙8。温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器上传数据的操作属于固定操作，因为他们上传数据是有周期性的，他们需要定时上传数据。因此，可以将时隙6至8作为固定时隙传输阶段。在实施中，分配给节点上传数据的时隙是可调的，如果上传的数据量大，就可以多分配几个时隙，如果不需要上传数据，也可以不分配任何时隙。突发时隙传输阶段和固定时隙传输阶段也是可调的，都可以依据具体应用情况确定时隙大小。
根据本实施例提供的方法，可以根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域不会存在穿过墙壁的情况，因此可以保证簇内通信信号不会因障碍物的阻碍而大幅度衰减，从而保证了簇内通信质量。
本公开又一示例性实施例提供了一种选举簇头节点的装置，如图7所示，该装置包括：
划分模块710，用于根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件；
确定模块720，用于根据目标房屋中节点的位置信息，确定本节点所属的第一区域所包含的节点；
选举模块730，用于根据第一区域包含的节点的竞争值，在第一区域包含的节点中选举簇头节点。
如图8所示，可选地，选举模块730包括：
比较单元831，用于向第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点的竞争值比较；
反馈单元832，用于当检测到第一区域中任一节点反馈的竞争值大于本节点的竞争值时，停止发送竞争值请求，并在接收到其它节点发送的竞争值请求时，反馈拒绝选举消息；
确定单元833，用于当向第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
可选地，比较单元831用于在本节点的节点类型为预设节点类型时，向第一区域中的预设节点类型的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点的竞争值比较；
确定单元833用于在向第一区域中所有预设类型的节点都发送竞争值请求后，接收到的的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
可选地，节点类型包括固定类型和移动类型，预设节点类型为固定类型。
可选地，划分模块710用于对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值。
可选地，划分模块710包括：
设置单元，用于将区域划分数目N设置为预设初始数值，N为大于等于1的正整数；
判断单元，用于将房间平均划分为N个待定区域，判断所述待定区域的外接圆的半径是否小于或等于预设半径阈值；
划分单元，用于当所述待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，确定所述N个待定区域为划分得到的区域；
执行单元，用于当所述待定区域的外接圆的半径大于预设半径阈值，将N的数值加1，并转至执行所述将房间平均划分为N个待定区域的处理。
可选地，所述装置包括：
阈值确定模块，用于基于传输损耗、节点的天线长度、通信电波波长，确定所述预设半径阈值。
可选地，竞争值根据节点的至少一个属性信息确定，至少一个属性信息中包括节点与第一区域中心点的距离。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
根据本实施例提供的方法，可以根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域不会存在穿过墙壁的情况，因此可以保证簇内通信信号不会因障碍物的阻碍而大幅度衰减，从而保证了簇内通信质量。
需要说明的是：上述实施例提供的选举簇头节点的装置在选举簇头节点时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将节点的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的选举簇头节点的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本公开再一示例性实施例示出了一种节点的结构示意图。
参照图9，节点900可以包括以下一个或多个组件：处理组件902，存储器904，电源组件906，多媒体组件908，音频组件910，输入/输出(I/O)的接口912，传感器组件914，以及通信组件916。
处理组件902通常控制节点900的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理元件902可以包括一个或多个处理器920来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件902可以包括一个或多个模块，便于处理组件902和其他组件之间的交互。例如，处理部件902可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件908和处理组件902之间的交互。
存储器904被配置为存储各种类型的数据以支持在节点900的操作。这些数据的示例包括用于在节点900上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器904可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电力组件906为节点900的各种组件提供电力。电力组件906可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为音频输出设备900生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件908包括在所述节点900和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件908包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当节点900处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件910被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件910包括一个麦克风(MIC)，当音频输出设备900处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器904或经由通信组件916发送。
I/O接口912为处理组件902和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件914包括一个或多个传感器，用于为节点900提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件914可以检测到节点900的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为节点900的显示器和小键盘，传感器组件914还可以检测节点900或节点900一个组件的位置改变，用户与节点900接触的存在或不存在，节点900方位或加速/减速和节点900的温度变化。传感器组件914可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件914还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件914还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件916被配置为便于节点900和其他设备之间有线或无线方式的通信。节点900可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信部件916经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信部件916还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，节点900可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器904，上述指令可由节点900的处理器920执行以完成上述方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本公开的又一实施例提供了一种计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行：
根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件；
根据目标房屋中节点的位置信息，确定本节点所属的第一区域所包含的节点；
根据第一区域包含的节点的竞争值，在第一区域包含的节点中选举簇头节点。
可选地，根据第一区域包含的节点的竞争值，在第一区域包含的节点中选举簇头节点，包括：
向第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点的竞争值比较；
当检测到第一区域中任一节点反馈的竞争值大于本节点的竞争值时，停止发送竞争值请求，并在接收到其它节点发送的竞争值请求时，反馈拒绝选举消息；
当向第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
可选地，向第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点的竞争值比较，包括：
如果本节点的节点类型为预设节点类型，则向第一区域中的预设节点类型的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与本节点的竞争值比较；
当向第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点，包括：
当向第一区域中所有预设类型的节点都发送竞争值请求后，接收到的的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
可选地，节点类型包括固定类型和移动类型，预设节点类型为固定类型。
可选地，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件，包括：
对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值。
可选地，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，包括：
将区域划分数目N设置为预设初始数值，N为大于等于1的正整数；
将房间平均划分为N个待定区域，判断待定区域的外接圆的半径是否小于或等于预设半径阈值；
若待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，则确定N个待定区域为划分得到的区域；若待定区域的外接圆的半径大于预设半径阈值，则将N的数值加1，并转至执行将房间平均划分为N个待定区域的处理。
可选地，所述方法包括：
基于传输损耗、节点的天线长度、通信电波波长，确定所述预设半径阈值。
可选地，竞争值根据节点的至少一个属性信息确定，至少一个属性信息中包括节点与第一区域中心点的距离。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种选举簇头节点的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件；
根据所述目标房屋中节点的位置信息，确定本节点所属的第一区域所包含的节点；
根据所述第一区域包含的节点的竞争值，在所述第一区域包含的节点中选举簇头节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一区域包含的节点的竞争值，在所述第一区域包含的节点中选举簇头节点，包括：
向所述第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与所述本节点的竞争值比较；
当检测到所述第一区域中任一节点反馈的竞争值大于本节点的竞争值时，停止发送竞争值请求，并在接收到其它节点发送的竞争值请求时，反馈拒绝选举消息；
当向所述第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述向所述第一区域中的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与所述本节点的竞争值比较，包括：
如果本节点的节点类型为预设节点类型，则向所述第一区域中的预设节点类型的节点发送竞争值请求，接收节点反馈的竞争值，将接收到的竞争值与所述本节点的竞争值比较；
所述当向所述第一区域中所有节点都发送竞争值请求后，接收到的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点，包括：
当向所述第一区域中所有预设类型的节点都发送竞争值请求后，接收到的的竞争值都小于本节点的竞争值时，确定本节点为簇头节点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述节点类型包括固定类型和移动类型，所述预设节点类型为固定类型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件，包括：
对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，包括：
将区域划分数目N设置为预设初始数值，N为大于等于1的正整数；
将房间平均划分为N个待定区域，判断所述待定区域的外接圆的半径是否小于或等于预设半径阈值；
若所述待定区域的外接圆的半径小于或等于预设半径阈值，则确定所述N个待定区域为划分得到的区域；若所述待定区域的外接圆的半径大于预设半径阈值，则将N的数值加1，并转至执行所述将房间平均划分为N个待定区域的处理。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
基于传输损耗、节点的天线长度、通信电波波长，确定所述预设半径阈值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竞争值根据节点的至少一个属性信息确定，所述至少一个属性信息中包括节点与所述第一区域中心点的距离。
9.一种选举簇头节点的装置，其特征在于，所述装置包括：
划分模块，用于根据目标房屋中房间的尺寸，对房间分别进行区域划分，划分得到的区域的尺寸满足预设的尺寸条件；
确定模块，用于根据所述目标房屋中节点的位置信息，确定本节点所属的第一区域所包含的节点；
选举模块，用于根据所述第一区域包含的节点的竞争值，在所述第一区域包含的节点中选举簇头节点。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1-8任一所述的选举簇头节点的方法。
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