CN107613540A - 一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，本发明考虑到无线可充电传感器网络中移动无线能量补给/数据釆集设备WCE既能进行数据收集又能为节点补充能量的特性对网络能量分布和路由造成的影响，提出了一种基于k‑Means的无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，包括初始化、簇构建和数据传输三个阶段。本发明在已知移动无线能量补给/数据釆集设备WCE的充电路径的情况下，考虑了移动无线能量补给/数据釆集设备WCE的充电半径、传感器节点的当前剩余能量以及传感器节点与固定基站之间的距离进行聚类分簇，优化网络路由方案。
Description
技术领域
本发明涉及无线可充电传感器网络方法领域，具体是一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法。
背景技术
无线可充电传感器网络(Wireless Rechargeable Sensor Networks,WRSNs)是一种在传统的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)中引入无线电能传输技术的新型传感器网络。近年来，如何设计分簇路由策略，使得整个网络不死亡、网络中能量趋于均衡、网络能效显著提高，是WRSNs应用中一个值得研究的问题。
目前WSNs中关于采用分簇路由协议的研究居多，迄今为止未见对WRSNs的分簇路由算法的报道。同时，WRSNs网络中存在移动无线能量补给/数据釆集设备，可为传感器节点补充能量并采集传感器节点的数据信息，影响着网络的节点能量与数据传输路径，所以WSNs中的分簇路由协议在WRSNs中不适用。
基于以上情况，设计一种合理的适用于无线可充电传感器网络的分簇路由方法尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，将无线可充电传感器网络中的传感器节点进行聚类分簇；并提出聚类分簇的无线可充电传感器网络中的簇头节点数据传输机制和路由方法，以提高网络中能量的均衡性。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、初始化阶段，具体过程如下：
(1.1)、参数初始化：初始化调整因子α和δ，其中0<α≤1，0<δ≤1；
(1.2)、传感器网络初始化：初始化传感器节点的单跳通信临界距离d0、每个传感器节点电池最大容量Emax；网络中传感器节点个数为m，m∈N+，将每个传感器节点标记为ni，i＝1,2,…,m；N+为正整数集合；
(1.3)、充电系统初始化：初始化充电半径R；传感器节点ni的初始能量值记为Ei，Ei＝Emax；充电调度轮次r＝1；
(2)、簇构建阶段，具体过程如下：
(2.1)、根据公式(1)计算分簇个数k，公式(1)如下所示：
其中，δ为调整因子，L为WRSN分布的矩形区域的长，W为WRSN分布的矩形区域的宽；
(2.2)、在区域P中选择服从均匀分布U的k个坐标，以分别与这k个坐标距离最近的k个传感器节点作为聚类中心w＝1，2，…k，
其中，第r轮聚类中心的集合表示为r∈N+,N+为正整数集合；第r轮的每个聚类中心表示为w＝1，2，…，k，第r轮非聚类中心的集合表示为r∈N+,N+为正整数集合；第r轮的每个非聚类中心表示为t＝1，2，…m-k；
(2.3)、判断r＝1是否成立，若成立执行后续步骤；否则，令簇头节点u＝1，2，…，k为聚类中心执行后续步骤；
(2.4)、计算各聚类中心之间的距离、各聚类中心与服务站S之间的距离，移动无线能量补给/数据釆集设备WCE以服务站S为起止点，遍历所有聚类中心，求得最短哈密尔顿回路，将最短哈密尔顿回路上的所有聚类中心被移动无线能量补给/数据釆集设备WCE访问的次序标记为w＝1，2，…，k；
其中，每一轮聚类中心被移动无线能量补给/数据釆集设备WCE访问次序的集合表示为N+为正整数集合；第r轮的聚类中心坐标在最短哈密尔顿回路上被WCE访问的次序表示为
(2.5)、令w＝1；
(2.6)、计算聚类中心与固定基站B之间的距离并计算聚类中心剩余能量值根据公式(2)计算聚类中心的聚标半径w＝1，2，…，k，，公式(2)如下：
其中，α为调整因子，表示聚类中心的当前剩余能量；
若则令执行后续步骤；如果则令执行后续步骤；否则，执行后续步骤；
(2.7)、计算每个非聚类中心分别到每个聚类中心坐标的距离若或w＝k，则记聚类中心为非聚类中心的候选聚类中心，并执行后续步骤；否则令w＝w+1，返回执行步骤(2.6)；
(2.8)、对于非聚类中心的候选聚类中心中，令距离最近的候选聚类中心为非聚类中心的聚类中心，所有非聚类中心的传感器节点都属于一个聚类中心，形成k个簇；
(2.9)、分别计算每个簇中所有传感器节点的坐标的平均值为u＝1，2，…，k，将距离最近的传感器节点作为该簇簇头节点u＝1，2，…，k，簇头节点的集合表示为
(3)、数据传输阶段：
(3.1)、移动无线能量补给/数据釆集设备WCE从服务站S出发，选取所有簇头节点从这些节点中距离固定基站B最远的簇头节点开始，采用贪婪算法构造整个无线可充电传感器网络WRSNs的通信主链，即在集合Tr内，通过寻找与其距离最近的簇头节点作为通信的下一跳节点；同时，对于集合Tr中的孤立的簇头节点直接与固定基站B进行通信，孤立的簇头节点即该簇头节点与集合内各节点的距离都大于该簇头节点与固定基站B的距离的簇头节点；
(3.2)、簇内节点以单跳的传输方式将数据发送至所属的簇头节点向移动无线能量补给/数据釆集设备WCE发出请求发送数据信号，计算移动无线能量补给/数据釆集设备WCE至服务站S的距离至移动无线能量补给/数据釆集设备WCE的距离以及至固定基站B的距离
(3.3)、若满足判断条件J，则簇头节点将数据通过单跳传输的方式发送给移动无线能量补给/数据釆集设备WCE；否则，簇头节点按照通信主链进行数据传输；移动无线能量补给/数据釆集设备WCE遍历所有簇头节点一次后回到服务站S；
判断条件J具体为：
同时满足以下约束条件(3)、(4)、(5)。
(3.4)、若移动无线能量补给/数据釆集设备WCE遍历了所有簇头节点一次，则移动无线能量补给/数据釆集设备WCE回到服务站S，r＝r+1，返回执行步骤(2.3)；否则网络异常，算法终止。
所述的一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，其特征在于：步骤(2.6)中的公式(2)和聚标半径
当α固定、与保持不变时，聚类中心当前能量越大，越大；当α固定、与保持不变时，与聚类中心至固定基站B的距离越大，越大；当α固定、与保持不变时，越大，越小。
在本发明中聚类中心所承担的工作强度指聚类中心的能耗大小，聚类中心的能耗主要包括以下三部分：(1)接收所有聚类中的节点发送的数据所消耗的能量；(2)通过单跳或多跳的通信方式将数据发送至WCE或固定基站B所消耗的能量；(3)其余聚类中心将数据以多跳的通信方式发送至固定基站B的过程中，该聚类中心可能承担转发功能而消耗的能量。
设置聚标半径，描述聚类中心聚类的范围，衡量聚类中心需承担的工作强度大小：聚类中心需承担的工作强度越大，则将其聚标半径设置的越小，可能加入该聚类的传感器节点的数目越少；反之将其聚标半径设置的越大。
基于以上特征，聚类中心当前的能量值越大，可承担的工作强度越大，聚标半径越大；聚类中心至固定基站B的距离越大，承担转发任务的可能性越小，可承担的工作强度越大，聚标半径越大；在一个充电调度内，聚类中心被WCE访问次序越小，其可承担的工作强度越大，聚标半径越大。
所述的一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，其特征在于：步骤(3.3)中的判断条件J：
约束条件(3)表示确认移动无线能量补给/数据釆集设备WCE已离开服务站S；约束条件(4)保证了簇头节点与移动无线能量补给/数据釆集设备WCE之间单跳通信的低能耗；约束条件(5)表示簇头节点与移动无线能量补给/数据釆集设备WCE的距离比簇头节点与固定基站B的距离小，则通过单跳通信的方式传输数据时发送给移动无线能量补给/数据釆集设备WCE能耗较小。
本发明一种基于k-Means的无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法k-CRA，包括初始化阶段、簇构建阶段和数据传输阶段；聚标半径，衡量聚类中心预估承担的工作强度大小，是衡量传感器节点是否加入该聚类中心的指标，在保证网络不死亡的前提下，均衡了网络的能量并提高了网络的通信效率。
附图说明
图1是本发明k-CRA算法流程图。
图2是本发明的无线可充电传感器网络拓扑结构示意图。
图3是本发明的簇头节点数据流向示意图。
图4表示本发明具体实施方式中k-CRA均匀选择k个坐标。
图5是本发明具体实施方式中k-CRA的第一轮聚类中心选择示意图。
图6是本发明具体实施方式中k-CRA的第一轮最短哈密尔顿示意图。
图7表示本发明具体实施方式中k-CRA以第一轮聚类中心为圆心、聚标半径为半径作圆。
图8是本发明具体实施方式中k-CRA的第一轮分簇示意图。
图9是本发明具体实施方式中k-CRA的第一轮簇头选择示意图。
图10是本发明具体实施方式中k-CRA的第一轮通信主链示意图。
图11是本发明具体实施方式中k-CRA的第一轮路由示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，包括以下步骤：
(1)、初始化阶段，具体过程如下：
(1.1)、参数初始化：初始化调整因子α和δ，其中0<α≤1，0<δ≤1；
(1.2)、传感器网络初始化：初始化传感器节点的单跳通信临界距离d0、每个传感器节点电池最大容量Emax；网络中传感器节点个数为m，m∈N+(N+为正整数集合)，将每个传感器节点标记为ni，i＝1,2,…,m；
(1.3)、充电系统初始化：初始化充电半径R；传感器节点ni的初始能量值记为Ei，Ei＝Emax；充电调度轮次r＝1；
(2)、簇构建阶段，具体过程如下：
(2.1)、根据公式(1)计算分簇个数k，公式(1)如下所示：
其中，δ为调整因子，L为WRSN分布的矩形区域的长，W为WRSN分布的矩形区域的宽；
(2.2)、在区域P中选择服从均匀分布U的k个坐标，以分别与这k个坐标距离最近的k个传感器节点作为聚类中心w＝1，2，…，k，
其中，第r轮聚类中心的集合表示为r∈N+(N+为正整数集合)；第r轮的每个聚类中心表示为w＝1，2，…，k，第r轮非聚类中心的集合表示为r∈N+(N+为正整数集合)；第r轮的每个非聚类中心表示为t＝1，2，…m-k；
(2.3)、判断r＝1是否成立，若成立执行后续步骤；否则，令簇头节点u＝1，2，…，k为聚类中心执行后续步骤；
(2.4)、计算各聚类中心之间的距离、各聚类中心与服务站S之间的距离，移动无线能量补给/数据釆集设备WCE以服务站S为起止点，遍历所有聚类中心，求得最短哈密尔顿回路，将最短哈密尔顿回路上的所有聚类中心被移动无线能量补给/数据釆集设备WCE访问的次序标记为w＝1，2，…，k；
其中，每一轮聚类中心被移动无线能量补给/数据釆集设备WCE访问次序的集合表示为(N+为正整数集合)；第r轮的聚类中心坐标在最短哈密尔顿回路上被WCE访问的次序表示为
(2.5)、令w＝1；
(2.6)、计算聚类中心与固定基站B之间的距离并计算聚类中心剩余能量值根据公式(2)计算聚类中心的聚标半径w＝1，2，…，k，公式(2)如下：
其中，α为调整因子，表示聚类中心的当前剩余能量；
若则令执行后续步骤；如果则令执行后续步骤；否则，执行后续步骤；
(2.7)、计算每个非聚类中心分别到每个聚类中心坐标的距离若或w＝k，则记聚类中心为非聚类中心的候选聚类中心，并执行后续步骤；否则令w＝w+1，返回执行步骤(2.6)；
(2.8)、对于非聚类中心的候选聚类中心中，令距离最近的候选聚类中心为非聚类中心的聚类中心，所有非聚类中心的传感器节点都属于一个聚类中心，形成k个簇；
(2.9)、分别计算每个簇中所有传感器节点的坐标的平均值为u＝1，2，…，k，将距离最近的传感器节点作为该簇簇头节点u＝1，2，…，k，簇头节点的集合表示为
(3)、数据传输阶段：
(3.1)、移动无线能量补给/数据釆集设备WCE从服务站S出发，选取所有簇头节点从这些节点中距离固定基站B最远的簇头节点开始，采用贪婪算法构造整个无线可充电传感器网络WRSNs的通信主链，即在集合Tr内，通过寻找与其距离最近的簇头节点作为通信的下一跳节点；同时，对于集合Tr中的孤立的簇头节点直接与固定基站B进行通信，孤立的簇头节点即该簇头节点与集合内各节点的距离都大于该簇头节点与固定基站B的距离的簇头节点；
(3.2)、簇内节点以单跳的传输方式将数据发送至所属的簇头节点向移动无线能量补给/数据釆集设备WCE发出请求发送数据信号，计算移动无线能量补给/数据釆集设备WCE至服务站S的距离至移动无线能量补给/数据釆集设备WCE的距离以及至固定基站B的距离
(3.3)、若满足判断条件J，则簇头节点将数据通过单跳传输的方式发送给移动无线能量补给/数据釆集设备WCE；否则，簇头节点按照通信主链进行数据传输；移动无线能量补给/数据釆集设备WCE遍历所有簇头节点一次后回到服务站S；
判断条件J具体为：
同时满足以下约束条件(3)、(4)、(5)。
(3.4)、若移动无线能量补给/数据釆集设备WCE遍历了所有簇头节点一次，则移动无线能量补给/数据釆集设备WCE回到服务站S，r＝r+1，返回执行步骤(2.3)；否则网络异常，算法终止。
本发明步骤(2.6)中的公式(2)和聚标半径
当α固定、与保持不变时，聚类中心当前能量越大，越大；当α固定、与保持不变时，与聚类中心至固定基站B的距离越大，越大；当α固定、与保持不变时，越大，越小。
本发明步骤(3.3)中的判断条件J：
约束条件(3)表示确认移动无线能量补给/数据釆集设备WCE已离开服务站S；约束条件(4)保证了簇头节点与移动无线能量补给/数据釆集设备WCE之间单跳通信的低能耗；约束条件(5)表示簇头节点与移动无线能量补给/数据釆集设备WCE的距离比簇头节点与固定基站B的距离小，则通过单跳通信的方式传输数据时发送给移动无线能量补给/数据釆集设备WCE能耗较小。
如图2所示,本发明一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法k-CRA，假定WRSNs分布在一个长为L米、宽为H米的二维矩形区域P中,建立平面直角坐标系(区域P的一个顶点为原点，区域P位于直角坐标系第一象限)，网络中包含若干个相同的可充电传感器节点(以下简称传感器节点)、一个固定基站(Base Station,B)、一个服务站(ServiceStation,S)和一个移动无线能量补给/数据釆集设备(Wireless Charging/DataCollecting Equipment,WCE)。其中，可充电传感器节点和固定基站组成传感器网络，主要负责数据的采集、转发、存储及处理；服务站和移动无线能量补给/数据釆集设备组成充电系统，主要负责为传感器网络提供能量。本发明中传感器网络及充电系统的具体性质与功能的解释如下：
所有传感器节点完全相同、位置固定且已知；固定基站B可接收从传感器节点以单跳或多跳的方式传送的数据；传感器节点之间也可以通过单跳或多跳的方式通信。
充电过程指簇构建阶段完成后，WCE在簇头节点位置，以簇头节点为圆心、以充电半径为半径的圆形区域进行一对多充电；WCE在服务站S完成能量补充后，从服务站S出发，完成遍历所有簇头节点一次并进行充电过程后，回到服务站S，为一个充电调度；设WCE携带的电量足够一个充电调度的所有消耗。
本发明所涉及的距离均指欧式距离。本发明只考虑传感器节点收发数据的能耗，传感器节点可以计算其剩余能量值。
具体实施例：
本发明无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法k-CRA，将无线可充电传感器网络中传感器节点进行聚类分簇，还提出了适用于基于k-Means聚类分簇的无线可充电传感器网络中簇首数据传输机制和路由方法，提高了网络能量均衡的特性。
如图4所示，采用的无线可充电传感器网络为在一个40m×40m的矩形区域P上建立如图所示直角坐标系，随机部署了m个可充电传感器节点、固定基站B、服务站S、移动无线能量补给/数据釆集设备WCE。
实施例中涉及到的部分参数如表1：
表1实施例涉及的部分参数表
| 参数含义 | 参数符号 | 参数值 |
| 充电半径 | R | 10.0m |
| 单跳临界距离 | d0 | 15.0m |
| 节点电池最大容量 | Emax | 10.8KJ |
| 调整因子 | δ | 0.57 |
| 调整因子 | α | 0.20 |
本发明包括初始化、簇构建和数据传输三个阶段，所解决技术问题采用的技术方案步骤如下：
步骤1：初始化阶段
步骤1.1：参数初始化：δ＝0.57，α＝0.20。
步骤1.2：d0＝15.0m，Emax＝10.8KJ，网络中传感器节点个数m＝50，将传感器节点依次标记为n1，n2，…，n50。
步骤1.3：R＝10.0m，传感器节点ni(i＝1，2，…，50)对应的初始能量值Ei＝Emax＝10.8KJ(i＝1，2，…，50)，r＝1。
步骤2：簇构建阶段
步骤2.1：根据公式(1)计算分簇个数k。
步骤2.2：如图4所示，在二维区域P中选择服从均匀U分布的16个坐标(5,5)、(15,5)、(25,5)、(35,5)、(5,15)、(15,15)、(25,15)、(35,15)、(5,25)、(15,25)、(25,25)、(35,25)、(5,35)、(15,35)、(25,35)、(35,35)。
如图5所示，令分别与这16个坐标距离最近的16个传感器节点作为聚类中心剩余非聚类中心的节点记作已知节点坐标分别为：
步骤2.3：判断r＝1是否成立。若成立，执行步骤2.4；否则，令簇头节点为聚类中心执行步骤2.4。
步骤2.4：如图6所示，WCE以服务站S为起止点、遍历建立最短哈密尔顿回路。其中，聚类中心被WCE访问的次序
步骤2.5：令w＝1。
步骤2.6：分别计算聚类中心与固定基站B之间的距离计算其剩余能量值根据公式(2)计算聚类中心的聚标半径如果则令执行步骤2.7；如果则令执行步骤2.7；否则，执行步骤2.7。
得 如图7所示,分别以每个聚类中心为圆心、其聚标半径为半径作圆。
步骤2.7：计算每个非聚类中心分别到每个聚类中心坐标的距离若或w＝16，则记聚类中心为非聚类中心的候选聚类中心，执行步骤2.8；否则w＝w+1，执行步骤2.6。
如图7所示，将记为的候选聚类中心；将和记为的候选聚类中心；同样地，可以得到其余所有非聚类中心的候选聚类中心。
步骤2.8：对于非聚类中心的候选聚类中心中，令距离最近的候选聚类中心为非聚类中心的聚类中心。
如图8所示，成为的聚类中心；同样地，可以得到其余所有非聚类中心的聚类中心。形成16个簇。
步骤2.9：如图9所示，选择簇头。分别计算每个簇中所有传感器节点的坐标的平均值将距离坐标最近的传感器节点作为该簇簇头节点
步骤3：数据传输阶段
步骤3.1：如图10所示，WCE从服务站S出发，同时选取所有簇头节点构造通信主链。
步骤3.2：簇内节点以单跳的传输方式将数据发送至所属的簇头节点向WCE发出请求发送数据信号。计算WCE至服务站S的距离至WCE的距离及至固定基站B的距离
步骤3.3：若满足判断条件J,则簇头节点将数据通过单跳传输的方式发送给WCE。否则，簇头节点按照通信主链进行数据传输。WCE遍历所有簇头节点一次后回到服务站S。
数据传输示意图如图11所示。
步骤3.4：WCE遍历所有簇头节点一次，回到服务站S，r＝r+1，执行步骤2.3；否则，网络异常，算法终止。
Claims (3)
1.一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、初始化阶段，具体过程如下：
(1.1)、参数初始化：初始化调整因子α和δ，其中0<α≤1，0<δ≤1；
(1.2)、传感器网络初始化：初始化传感器节点的单跳通信临界距离d0、每个传感器节点电池最大容量Emax；网络中传感器节点个数为m，m∈N+,N+为正整数集合，将每个传感器节点标记为ni，i＝1,2,…,m；
(1.3)、充电系统初始化：初始化充电半径R；传感器节点ni的初始能量值记为Ei，Ei＝Emax；充电调度轮次r＝1；
(2)、簇构建阶段，具体过程如下：
(2.1)、根据公式(1)计算分簇个数k，公式(1)如下所示：
其中，δ为调整因子，L为WRSN分布的矩形区域的长，W为WRSN分布的矩形区域的宽；
(2.2)、在区域P中选择服从均匀分布U的k个坐标，以分别与这k个坐标距离最近的k个传感器节点作为聚类中心
其中，第r轮聚类中心的集合表示为(N+为正整数集合)；第r轮的每个聚类中心表示为第r轮非聚类中心的集合表示为(N+为正整数集合)；第r轮的每个非聚类中心表示为
(2.3)、判断r＝1是否成立，若成立执行后续步骤；否则，令簇头节点 为聚类中心执行后续步骤；
(2.4)、计算各聚类中心之间的距离、各聚类中心与服务站S之间的距离，移动无线能量补给/数据釆集设备WCE以服务站S为起止点，遍历所有聚类中心，求得最短哈密尔顿回路，将最短哈密尔顿回路上的所有聚类中心被移动无线能量补给/数据釆集设备WCE访问的次序标记为
其中，每一轮聚类中心被移动无线能量补给/数据釆集设备WCE访问次序的集合表示为N+为正整数集合；第r轮的聚类中心坐标在最短哈密尔顿回路上被WCE访问的次序表示为
(2.5)、令w＝1；
(2.6)、计算聚类中心与固定基站B之间的距离并计算聚类中心剩余能量值根据公式(2)计算聚类中心的聚标半径公式(2)如下：
<mrow>
<msubsup>
<mi>R</mi>
<mi>w</mi>
<mi>r</mi>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，α为调整因子，表示聚类中心的当前剩余能量；
若则令执行后续步骤；如果则令执行后续步骤；否则，执行后续步骤；
(2.7)、计算每个非聚类中心分别到每个聚类中心坐标的距离若或w＝k，则记聚类中心为非聚类中心的候选聚类中心，并执行后续步骤；否则令w＝w+1，返回执行步骤(2.6)；
(2.8)、对于非聚类中心的候选聚类中心中，令距离最近的候选聚类中心为非聚类中心的聚类中心，所有非聚类中心的传感器节点都属于一个聚类中心，形成k个簇；
(2.9)、分别计算每个簇中所有传感器节点的坐标的平均值为 将距离最近的传感器节点作为该簇簇头节点 簇头节点的集合表示为
(3)、数据传输阶段：
(3.1)、移动无线能量补给/数据釆集设备WCE从服务站S出发，选取所有簇头节点从这些节点中距离固定基站B最远的簇头节点开始，采用贪婪算法构造整个无线可充电传感器网络WRSNs的通信主链，即在集合Tr内，通过寻找与其距离最近的簇头节点作为通信的下一跳节点；同时，对于集合Tr中的孤立的簇头节点直接与固定基站B进行通信，孤立的簇头节点即该簇头节点与集合内各节点的距离都大于该簇头节点与固定基站B的距离的簇头节点；
(3.2)、簇内节点以单跳的传输方式将数据发送至所属的簇头节点 向移动无线能量补给/数据釆集设备WCE发出请求发送数据信号，计算移动无线能量补给/数据釆集设备WCE至服务站S的距离至移动无线能量补给/数据釆集设备WCE的距离以及至固定基站B的距离
(3.3)、若满足判断条件J，则簇头节点将数据通过单跳传输的方式发送给移动无线能量补给/数据釆集设备WCE；否则，簇头节点按照通信主链进行数据传输；移动无线能量补给/数据釆集设备WCE遍历所有簇头节点一次后回到服务站S；
判断条件J具体为：
同时满足以下约束条件(3)、(4)、(5)。
<mrow>
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<mi>W</mi>
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(3.4)、若移动无线能量补给/数据釆集设备WCE遍历了所有簇头节点一次，则移动无线能量补给/数据釆集设备WCE回到服务站S，r＝r+1，返回执行步骤(2.3)；否则网络异常，算法终止。
2.根据权利要求1所述的一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，其特征在于：步骤(2.6)中的公式(2)和聚标半径
当α固定、与保持不变时，聚类中心当前能量越大，越大；当α固定、与保持不变时，与聚类中心至固定基站B的距离越大，越大；当α固定、与保持不变时，越大，越小。
3.根据权利要求1所述的一种无线可充电传感器网络聚类分簇路由方法，其特征在于：步骤(3.3)中的判断条件J：
约束条件(3)表示确认移动无线能量补给/数据釆集设备WCE已离开服务站S；约束条件(4)保证了簇头节点与移动无线能量补给/数据釆集设备WCE之间单跳通信的低能耗；约束条件(5)表示簇头节点与移动无线能量补给/数据釆集设备WCE的距离比簇头节点与固定基站B的距离小，则通过单跳通信的方式传输数据时发送给移动无线能量补给/数据釆集设备WCE能耗较小。
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