CN112911672A - 一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法 - Google Patents

一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法，包括多轮运行过程，每一轮过程包括簇完善阶段和簇运行阶段；所述簇完善阶段包括四个阶段：在宣告阶段产生簇头；在加入阶段，非簇头节点加入簇；在预分配阶段，簇头为簇成员节点分配短ID；在更新阶段确认是否更换簇头；所述簇运行阶段包括三个阶段：申请时隙阶段被划分为多个短时隙，每个簇成员节点在被分配的短ID所对应的短时隙内将三类信息信息发给簇头；在分配时隙阶段，簇头为选出的n个节点分配用于数据传输的时隙；在数据传输阶段，被选中的n个节点在被分配的时隙中将数据传输至簇头，簇头将数据融合后传输至sink节点。本发明既能延长网络生命周期，还保证簇头所获信息的完整性与可靠性。

Description

一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法
技术领域
本发明涉及通信与信息技术领域，特别是涉及一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法。
背景技术
无线传感网(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量低成本、存储资源和计算能力非常有限的传感器节点通过自组织的方式组成的网络，用以实现数据采集或环境监控等，现在已经广泛应用于精准农业、工业现场监测、目标跟踪、野生动物保护、远程医疗和军事应用等领域。伴随近几年芯片和物联网的快速发展，无线传感网具有广阔的发展前景。无线传感网的节点大多分布在条件恶劣的野外环境中，更换电池基本不可能，所以如何节省能耗，提高能量效率，尽可能延长网络寿命成为WSN的研究热点之一。在实际应用中，除了需要节省能耗，特定的业务类型对无线传感网的性能还有一些不同的要求，比如要求时延低，丢包率低、数据传输可靠性高、吞吐量高等等。
媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)层协议负责WSN的资源分配，在节省能耗、降低时延、提升数据传输可靠性等方面起着重要的作用。目前已有的MAC层接入协议主要分为两种：基于竞争的和基于调度的，最广泛应用的是载波侦听多址(Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance,CSMA)和时分多址(Time DivisionMultiple Access,TDMA)机制。CSMA机制是一种基于竞争的MAC协议，也是一种分布式协调功能协议，节点有数据要传，就检测信道，信道空闲则开始传输，信道忙则退避，退避时按照二进制指数退避机制。这种机制非常简便灵活，各节点独立进行信道检测，不需要中心调度，可扩展性好，并且可以实现资源的复用，在节点个数少，拓扑变化剧烈时具有良好的性能，但是当节点数量多或网络拥塞时，丢包严重，重传严重，吞吐量降低，传输时延剧增，机制中固有的的信道空闲侦听在节点大规模部署时也会浪费大量的能量。TDMA机制是一种基于调度的MAC协议，也是一种集中协调功能协议，该机制提前给各个节点分配传输数据的时隙，节点只在被分配的时隙中传输数据，优点是节点之间互相没有干扰，资源利用率高，在高负载量时具有稳定良好的性能，重传次数少，缺点是不够灵活，可扩展性差，在节点负载量变化特别剧烈的情况下，会造成时隙的浪费。
在目标检测和军事应用中，无线传感器节点大量冗余部署，当没有目标出现时，所有节点的感知模块开启，通信模块关闭，即处于休眠状态，当检测到目标出现，节点唤醒，即感知、处理、通信模块都打开，并立即成簇，各节点把感知到的信息传输给簇头，簇头把收集的数据融合后传到Sink节点。在此过程中，由于每次目标出现唤醒的节点个数不同，甚至相差很大，若采用基于竞争的接入机制，目标出现后形成的簇很大时，会产生大量重传，时延剧增，能量利用率降低，导致一些节点提前死亡，所以需采用基于调度的接入机制，但若直接使用TDMA机制，由于每次被目标唤醒的节点个数不同，无法提前为每个节点分配固定的时隙。并且每个节点距离目标的距离不同，节点感知到的信息的可靠度也不同。对于同一个目标，各个节点感知到的信息存在大量冗余，若为每个节点都分配时隙，不仅没有必要，而且会造成能量浪费，时延变大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法，根据可靠度在簇内选出部分节点来传输数据，既能节省能耗，也保证了簇头所获信息的完整性与可靠性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法，包括多轮运行过程，每一轮过程包括簇完善阶段和簇运行阶段；
所述簇完善阶段包括宣告阶段、加入阶段、预分配阶段和更新阶段；
在所述宣告阶段产生簇头；
在所述加入阶段，非簇头节点加入簇，所述簇包括簇头和簇成员节点；
在所述预分配阶段，簇头为所述簇成员节点分配短ID；
在所述更新阶段确认是否更换簇头；
所述簇运行阶段包括申请时隙阶段、分配时隙阶段和数据传输阶段；
所述申请时隙阶段被划分为多个短时隙，每个簇成员节点在被分配的短ID所对应的短时隙内将可靠度K值、所需时隙数，以及对目标的感知状态发送给簇头，以申请用于数据传输的时隙；
在所述分配时隙阶段，簇头从所有簇成员节点中选出n个节点，并为选中的n个节点分配用于数据传输的时隙；
在所述数据传输阶段，被选中的n个节点在被分配的用于数据传输的时隙中将数据传输至簇头，簇头将数据融合后传输至sink节点。
所述宣告阶段中，采用定时广播方式来竞选簇头，具体为：每个节点通过设置定时时间t来竞争产生簇头；当所述定时时间t到达时，节点通过广播的方式宣布成为簇头，所述定时时间t与每一轮运行过程的持续时间t0、节点的剩余能量E，以及节点感知到目标的信号强度P相关；所述节点的剩余能量E和节点感知到目标的信号强度P越大，则定时时间t越短，并且t＞t0，所述每一轮运行过程的持续时间t0越大，则定时时间t越长。
所述预分配阶段具体为：若各簇成员节点均没有短ID，则簇头为各簇成员节点分配短ID；若仅一部分簇成员节点有短ID，则簇头把最小的非重复短ID依次分配给没有短ID的簇成员节点。
所述可靠度K值与节点的剩余能量E和节点感知到目标的信号强度P相关；所述节点剩余能量E越高，节点感知到目标的信号强度P越强，则可靠度K值越高。
所述在分配时隙阶段具体为：簇头将所有簇成员节点的可靠度K值按照由高到低进行排序，选出可靠度K值最高的前n个节点，并为选中的n个节点分配用于数据传输的时隙。
所述分配时隙阶段选中的n个节点与每轮数据传输包含的时隙数m、所有节点感知到目标的信号强度均值
Figure BDA0002899646510000031
以及所有节点感知到目标的信号强度中位数Pm相关；
所述时隙数m越大，则选中的节点数量n越大；若所述所有节点感知到目标的信号强度均值
Figure BDA0002899646510000032
和所有节点感知到目标的信号强度中位数Pm越小，则选中的节点数量n越多。
所述数据传输阶段具体为：对于仍能感知到目标的节点：若被分配时隙，则在被分配的时隙内传输数据，其余时隙则为休眠状态；若未被分配时隙，则直接进入休眠状态，并在下一轮的更新阶段唤醒；
对于感知不到目标的节点：若被分配时隙，则在被分配的时隙到来之前处于休眠状态，并在传输数据完成后再进入休眠状态；若没被分配时隙，则直接进入休眠状态。
所述加入阶段的各节点接入机制为CSMA/CA接入机制。
所述更新阶段还包括：簇头宣告最大的短ID，所述最大的短ID用于同步各节点的时间。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明依据节点能量、感知到目标的信号强度等条件挑选出部分节点为其按需分配时隙，既节省了能耗，延长网络生命周期，也保证了簇头所获信息的完整性与可靠性；本发明通过选择性分配时隙的方式可以均衡能量消耗，并延长网络生存周期；本发明中感知信号强度强的节点感知到的信息更可靠，使得簇头收集到的数据是可靠度高的信息，更利于簇头的数据融合以及对目标的准确跟踪。
附图说明
图1是本发明实施方式的多轮运行阶段划分示意图；
图2是本发明实施方式的ch_message帧结构和join_message帧结构示意图；
图3是本发明实施方式的ID_message帧结构示意图；
图4是本发明实施方式的new_message帧结构示意图；
图5是本发明实施方式的apply_message帧结构示意图；
图6是本发明实施方式的allo_message帧结构示意图；
图7是本发明实施方式的方法流程图；
图8是本发明实施方式的运行过程流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法，在详细说明本发明之前，先介绍一些无线传感网(WSN)和传感器节点的相关内容，以便对本发明有更好的理解。
本实施方式中，节点处于休眠状态指节点的感知模块打开，通信模块、数据处理模块均关闭；节点处于唤醒状态指节点的感知模块、通信模块、数据处理模块都打开。目标出现之前，无线传感网的各节点都处于休眠状态以节省能量，并且由于预先不知道目标出现的位置和范围，所以没有提前划分簇。当目标出现后，没有感知到目标的节点仍保持休眠状态，感知到的节点迅速感应成簇，这样保证簇内的节点都是感知到目标的节点。
资源分配是无线传感网(WSN)的主要研究内容之一，簇内资源分配的常用方式是对各节点的传输时隙进行分配。时隙分配避免了各节点之间的竞争，避免了冲突造成的重传，提高能量效率，并且可以提供相对确定的时延，提高数据传输的可靠度。如果使每个需要传输数据的节点得到与所传数据包长度相匹配的时隙数，没有数据需要传的节点不被分配时隙，该时隙分配方案会非常高效。但是WSN预先不知道目标会唤醒多少个节点，以及每个节点所需传输的信息量，所以无法提前为每个节点分配时隙。在这种情况下，研究一种与节点传输信息量匹配的时隙分配方案具有实际应用价值。
无线传感节点一般部署在野外、军事战场等恶劣的环境中，通常认为电池是不可更换的，所以在各种机制的设计中，节省能量，延长网络的生命周期始终是一个重点。要想尽可能地延长网络寿命，第一点是要减少传输的数据量；第二点是要使网络的能耗尽可能均匀地分担到每个节点上。
在超密集节点部署的场景中，多个节点感知到的同一个目标的信息具有很大冗余，因此在簇内，不需要每个节点都把感知到的信息传送到簇头，只选择其中一部分节点传输数据即可保证获得目标的相关信息，这种方式让其余节点休眠以减少能量消耗，延长网络寿命。
怎么选择传输数据的节点成为了关键。由于当节点与目标距离较近时，节点感知到的信号强度更强，感知到的信息更加可靠；当节点与目标距离较远时，节点感知到的信号强度更弱，感知到的信息可靠度更低。因此节点感知到目标的信号强度可成为选择节点的依据之一。
基于上述分析，本实施方式将可靠度加入传输节点的选择方案中，可靠度指综合节点剩余能量、感知到目标的信号强度等因素得出的综合描述节点感知目标可靠度的物理量。节点剩余能量越高，感知到目标的信号强度越强，则可靠度越高，被选中分配时隙的概率就越大，可靠度公式为：
K＝f(E,P)
其中，K是可靠度，E是节点的剩余能量，P是节点感知到目标的信号强度；并且各个节点都知道自身的E值和P值。
簇头得到各簇成员节点的可靠度K值后，依据各簇成员节点的K值将节点按照由高到低的顺序排序，取出前n个节点，为其分配时隙；并且n与每轮数据传输包含的时隙数m、所有节点的P值均值
Figure BDA0002899646510000051
所有节点的P值中位数Pm有关，公式为：
Figure BDA0002899646510000052
其中，m是实际场景中规定的数值，在每次节点部署之后即为定值，m越大，每轮数据传输中可供分配的时隙数越多，其他条件不变的情况下，可被分配时隙的节点数量越多，n值越大；当所有节点的P值均值
Figure BDA0002899646510000061
越小，P值中位数Pm越小，说明节点感知到目标的信号强度普遍偏低，此时簇头需要更多的节点感知数据才能保证融合后信息的可靠度，故被分配时隙节点的数量n增大，反之亦然。
选择性分配时隙的方式可以均衡能量消耗，延长网络生存周期。而且感知信号强度强的节点感知到的信息更可靠，使得簇头收集到的数据是可靠度高的信息，更利于簇头的数据融合以及对目标的准确跟踪。
由上述分析得知了簇头如何挑选分配时隙的节点，由于每个节点所需传输的信息数量不同，为了提高时隙利用率，本实施方式采用按需分配的策略，簇成员节点在传输前把需要的时隙数传输给簇头，簇头根据需要按照可靠度K值高的节点优先原则为选中的n个节点分配时隙。
目标出现后，无线传感网络内感知到目标的节点先组成一个簇，簇内节点把感知到的信息传输给簇头，簇头把信息融合后传给Sink节点。并且由于目标一直在移动，节点感知到的信息具有时效性，也不断有新的节点感知到目标，进入唤醒状态，也会有节点不再能感知到目标，进入休眠状态，所以必须考虑簇的更新过程。
本实施方式为多轮运行机制，如图1所示，每一轮包括簇完善阶段和簇运行阶段；簇完善阶段分为四个小阶段：宣告阶段、加入阶段、预分配阶段、更新阶段，簇运行阶段分为三个小阶段：申请时隙阶段、分配时隙阶段、数据传输阶段。
簇完善阶段具体如下：
宣告阶段：感知到目标的节点唤醒并根据公式t＝h(E,P,t0)得到t值，其中，E是节点的剩余能量，P是节点感知到目标的信号强度，t0是每轮运行过程的持续时间。设置定时器从t倒数至0，在等待的过程中，节点如果收到了其他节点宣布自己是簇头的消息，就停止倒数，加入该簇；如果在等待过程中，节点没有收到其他节点宣布自己是簇头的消息，就向周围广播消息，宣布自己成为簇头。
加入阶段：非簇头节点向簇头节点发送加入消息，申请成为簇成员；簇头节点不发送消息，只接受来自其他节点的消息。
预分配阶段：如果各节点没有短ID，簇头为各簇成员节点分配短ID，短ID即成为簇成员节点在申请时隙阶段的短时隙标号；如果一部分节点有短ID，其余节点没有，簇头把最小可用的非重复短ID依次分配给没有短ID的节点。
更新阶段：簇头广播最大短ID的数值以及是否需要轮换簇头。如果需要轮换，簇头还需要广播下一任簇头的地址。
簇运行阶段具体如下：
申请时隙阶段：簇成员根据公式K＝f(E,P)得到自己的可靠度K值，在被分配的短时隙内把K值、所需时隙数、对目标的感知状态(即是否能感知到目标)三类信息发送给簇头；当对目标的感知状态为0时，表示节点未能感知到目标；当对目标的感知状态为1时，表示节点能够感知到目标。
进一步地，所述申请时隙阶段被划分为多个短时隙，各簇成员节点在被分配的短时隙内申请数据传输阶段的时隙。在预分配阶段，簇头为簇成员节点分配短ID，短ID代替地址成为节点在簇内的唯一标识，也是节点在申请时隙阶段的短时隙标号。分配短ID可减小数据包长度，降低能量消耗。
分配时隙阶段：簇头根据需要按照可靠度K值高的节点优先原则为选中的n个节点分配时隙，并在簇内广播该方案和本轮结束时间。
数据传输阶段：此阶段分为两种情况：(一)仍能感知到目标的节点：若被分配时隙，则在被分配的时隙内传输数据，其余时隙休眠；若没被分配时隙，则直接休眠，并在下一轮的更新阶段唤醒。(二)感知不到目标的节点：若被分配时隙，则在被分配的时隙到来之前为休眠状态，传输数据完成后休眠；若没被分配时隙，则直接休眠。此类节点休眠后不再唤醒，除非再次感知到目标。
由上述过程可以发现，在第一轮的宣告阶段中，各节点自发竞争成簇，在之后轮次的宣告阶段中，上一轮的簇头宣告自己是簇头，目的是让新感知到目标的节点加入已有的簇，而不是成立一个新簇。本实施方式在宣告阶段中采用定时广播的方式，并通过公式t＝h(E,P,t0)计算出t值。
进一步地，为了延长网络的生命周期，网络的能量消耗要更加均衡，所以节点距离目标的距离越近，即感知到目标的信号强度越强，剩余能量越多，成为簇头的概率就越大。由于簇头只在每轮的宣告阶段向网络内广播自己是簇头的消息，为了保证新感知到目标的节点定时器从t倒数至0期间可以侦听到已经有簇存在，所以要满足t＞t0。t0成为影响t值的因子之一，其他条件不变的情况下，t0越大，t值越大。
由上述过程可以看出，本实施方式的策略实现了目标移动过程中簇的平滑移动。簇成员节点在申请时隙阶段把可靠度K值、所需时隙数以及是否仍能感知到目标传送给簇头。感知不到目标的节点若被分配时隙，则在传输数据后休眠，若不被分配时隙，则直接休眠。此类节点的短ID会闲置，簇头在下一轮的预分配阶段把闲置短ID分配给新加入簇的节点。若新加入簇的节点个数不超过闲置短ID的个数，则不用再增加短ID；若新加入簇的节点个数超过闲置短ID的个数，则增加短ID，使每个新加入簇的节点都有一个在簇内独一无二的短ID。在更新阶段，簇头把最大的短ID数和簇头轮换信息在簇内广播，各簇成员节点得知最大的短ID数后，即得知本轮的申请隙阶段共有多少个短时隙，进而得知申请时隙阶段什么时候结束，便于时间同步。
进一步地，在每轮的加入阶段，各节点使用CSMA/CA接入机制。
在跟踪目标的过程中，节点有较多时间处于休眠状态，以节省能量。节点成为簇头后处于唤醒状态，直到轮换后进入休眠状态。节点在当前轮次的加入阶段申请加入簇，并在预分配阶段成为簇成员节点后，处于唤醒状态直到数据传输阶段，如果被分配时隙，则在被分配的时隙内处于唤醒状态，其余时隙仍休眠；如果不被分配时隙，则数据传输过程一直休眠，直到下一轮次的更新阶段再次唤醒。在第二轮及之后的轮次中，上一轮已在簇内的簇成员节点到更新阶段才唤醒，直到感知不到目标并在申请时隙阶段告诉簇头后，若被分配时隙就在被分配的时隙内传输数据后休眠，若不被分配时隙就直接休眠。
随着目标的移动，簇头逐渐感知不到目标，位置也会从簇的内部位置逐渐变为簇的边缘位置，簇成员节点与簇头的通信能耗会变大，并且簇头自身的能量也在逐渐消耗，所以需要轮换簇头。
在某轮的加入阶段中，簇头判断自己与新加入簇的节点平均通信距离与自己成为簇头后第一个轮次中与各节点的平均通信距离之差超过预设阈值之后，即放弃成为簇头，指定上一轮次中可靠度K值最高的节点成为下一任簇头，在更新阶段把这一消息广播给簇成员，并把收集到的数据传给Sink节点后，转为休眠状态。
在某轮的加入阶段中，簇头判断自己与新加入簇的节点平均通信距离与自己成为簇头后第一个轮次中与各节点的平均通信距离之差没超过预设阈值之后，即簇头保持不变，则簇头广播簇头不轮换的消息；簇成员节点收到该消息后，就仍旧向该簇头申请时隙。若簇头轮换，节点核对自己是不是下一任簇头，如果是，就保持唤醒状态承担簇头任务，并且把自己的短ID和上一任簇头的短ID都设为闲置状态，可在下一轮中分配给新加入簇的节点；如果自己不是下一任簇头，就把要传的各种数据包目的地址改为新簇头地址继续进行各阶段。
进一步地，无线传感网覆盖区域内重复进行上述过程，直到目标离开。
以下结合图7和图8，通过一个具体的实施方式进一步说明本发明：
(1)簇完善阶段
在目标出现之前，所有节点处于休眠状态。目标出现后，感知到目标的节点唤醒，进入簇完善阶段。宣告阶段中，通过定时广播方式选出簇头，即节点设置一个定时器，定时器从t倒数至0；在定时器倒数过程中，如果节点没有收到其它节点发送的ch_message(见图2中的左图)，则该节点向周围广播ch_message，宣告成为簇头。如果节点在等待过程中收到了其他节点广播的ch_message，则其成为簇成员，并在加入阶段中向簇头发送join_message(见图2中的右图)，加入该簇。此过程完成之后，簇内进入预分配阶段，簇头向簇内广播ID_message(见图3)，确认新成员加入该簇，并为新成员分配独一无二的短ID。簇内接着进入更新阶段，簇头向簇内广播new_message，宣告最大的短ID号以及簇头是否轮换，若轮换，new_message(见图4)中还需包括下一任簇头的信息。宣告最大的短ID号是为了便于各节点时间同步。簇成员接收到new_message后，若需要轮换簇头，则之后传输数据包时把目的地址改为新簇头的地址。簇成员向簇头发送join_message时，采用CSMA/CA接入机制。
(2)簇运行阶段
申请时隙阶段中，各簇成员节点向簇头发送apply_message(见图5)，即把可靠度K值、需要的时隙数以及是否仍能感知到目标传输给簇头。簇头接收apply_message后，由公式n＝g(m,P,Pm)得出n值，把各簇成员节点按照可靠度K值由高至低排序，选出前n个节点按需依次分配时隙。分配时隙阶段中，簇头广播allo_message(见图6)，把得出的时隙分配方案和本轮结束时间广播给各簇成员节点。广播本轮结束时间是为了各节点时间同步。各簇成员节点接收allo_message，得知自身是否被分配时隙以及分配的时隙号，进入数据传输阶段。在该阶段中，没有被分配时隙的簇成员节点休眠，被分配时隙的簇成员节点在被分配的时隙内唤醒传输数据，其余时隙休眠。若簇成员节点发送的apply_message中表明自己已感知不到目标，则直接休眠或传输完数据后休眠直到被目标再次唤醒，具体情况前面已描述，此处不再赘述。
已加入簇的节点在每轮的宣告阶段、加入阶段、预分配阶段休眠，更新阶段唤醒以得知簇头是否轮换的信息，感知不到目标并上报簇头后休眠。新感知到目标的节点在加入阶段加入该簇。簇头满足一定条件时进行轮换，簇平滑地跟着目标移动，直至目标离开。
由此可见，本发明依据节点能量、感知到目标的信号强度等条件挑选出部分节点为其按需分配时隙，既节省了能耗，延长网络生命周期，也保证了簇头所获信息的完整性与可靠性。

Claims (9)

1.一种基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，包括多轮运行过程，每一轮过程包括簇完善阶段和簇运行阶段；
所述簇完善阶段包括宣告阶段、加入阶段、预分配阶段和更新阶段；
在所述宣告阶段产生簇头；
在所述加入阶段，非簇头节点加入簇，所述簇包括簇头和簇成员节点；
在所述预分配阶段，簇头为所述簇成员节点分配短ID；
在所述更新阶段确认是否更换簇头；
所述簇运行阶段包括申请时隙阶段、分配时隙阶段和数据传输阶段；
所述申请时隙阶段被划分为多个短时隙，每个簇成员节点在被分配的短ID所对应的短时隙内将可靠度K值、所需时隙数，以及对目标的感知状态发送给簇头，以申请用于数据传输的时隙；
在所述分配时隙阶段，簇头从所有簇成员节点中选出n个节点，并为选中的n个节点分配用于数据传输的时隙；
在所述数据传输阶段，被选中的n个节点在被分配的用于数据传输的时隙中将数据传输至簇头，簇头将数据融合后传输至sink节点。
2.根据权利要求1所述的基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，所述宣告阶段中，采用定时广播方式来竞选簇头，具体为：每个节点通过设置定时时间t来竞争产生簇头；当所述定时时间t到达时，节点通过广播的方式宣布成为簇头，所述定时时间t与每一轮运行过程的持续时间t0、节点的剩余能量E，以及节点感知到目标的信号强度P相关；所述节点的剩余能量E和节点感知到目标的信号强度P越大，则定时时间t越短，并且t＞t0，所述每一轮运行过程的持续时间t0越大，则定时时间t越长。
3.根据权利要求1所述的基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，所述预分配阶段具体为：若各簇成员节点均没有短ID，则簇头为各簇成员节点分配短ID；若仅一部分簇成员节点有短ID，则簇头把最小的非重复短ID依次分配给没有短ID的簇成员节点。
4.根据权利要求1所述的基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，所述可靠度K值与节点的剩余能量E和节点感知到目标的信号强度P相关；所述节点剩余能量E越高，节点感知到目标的信号强度P越强，则可靠度K值越高。
5.根据权利要求1所述的基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，所述在分配时隙阶段具体为：簇头将所有簇成员节点的可靠度K值按照由高到低进行排序，选出可靠度K值最高的前n个节点，并为选中的n个节点分配用于数据传输的时隙。
6.根据权利要求1所述的基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，所述分配时隙阶段选中的n个节点与每轮数据传输包含的时隙数m、所有节点感知到目标的信号强度均值
Figure FDA0002899646500000021
以及所有节点感知到目标的信号强度中位数Pm相关；
所述时隙数m越大，则选中的节点数量n越大；若所述所有节点感知到目标的信号强度均值
Figure FDA0002899646500000022
和所有节点感知到目标的信号强度中位数Pm越小，则选中的节点数量n越多。
7.根据权利要求1所述的基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，所述数据传输阶段具体为：对于仍能感知到目标的节点：若被分配时隙，则在被分配的时隙内传输数据，其余时隙则为休眠状态；若未被分配时隙，则直接进入休眠状态，并在下一轮的更新阶段唤醒；
对于感知不到目标的节点：若被分配时隙，则在被分配的时隙到来之前处于休眠状态，并在传输数据完成后再进入休眠状态；若没被分配时隙，则直接进入休眠状态。
8.根据权利要求1所述的基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，所述加入阶段的各节点接入机制为CSMA/CA接入机制。
9.根据权利要求1所述的基于可靠度的无线传感网资源分配方法，其特征在于，所述更新阶段还包括：簇头宣告最大的短ID，所述最大的短ID用于同步各节点的时间。
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