CN116582910B - 一种数字信息传输方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于传输领域，公开了一种数字信息传输方法及系统，方法包括S1，获取无线传感器节点的属性信息；S2，根据属性信息计算聚类中心的数量N；S3，根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇；S4，分别计算每个簇的传输效率；S5，对传输效率小于设定的效率阈值的簇进行调节处理，获得分簇结果；S6，将分簇结果发送至无线传感器节点；S7，无线传感器节点根据分簇结果判断自身属于成员节点还是簇头节点；S8，成员节点将获得的数字信息传输至对应的簇的簇头节点；S9，簇头节点将数字信息传输至网关装置；S10，网关装置将数字信息传输至上位机。本发明提高了数字信息的传输效率。

Description

一种数字信息传输方法及系统
技术领域
本发明涉及传输领域，尤其涉及一种数字信息传输方法及系统。
背景技术
利用无线传感器网络进行数字信息的传输时，一般需要先进行分簇，将无线传感器网络中的无线传感器节点分为簇头节点和成员节点，成员节点将获得的数字信息传输至对应的簇的簇头节点。
现有技术2018104626116公开了基于K-medoids的无线传感器网络分簇方法，其在分簇的过程中，采用聚类算法来进行分簇，但是，并没有考虑到聚类之后节点的每个簇的节点数量的情况，容易导致部分簇中节点数量过多，而单个簇头节点在同一时刻仅能与一个成员节点进行通信，其余的成员节点则需要进行等待，因此，在成员节点比较多时，平均等待时间就比较长，即通信延时比较大，影响了数字信息的传输效率。
发明内容
本发明的目的在于公开一种数字信息传输方法及系统，解决如何对现有技术进行改进，使得利用聚类算法来对无线传感器节点进行分簇时，数字信息的传输效率更高。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一个方面，本发明提供了一种数字信息传输方法，包括：
S1，网关装置获取无线传感器节点的属性信息；
S2，网关装置根据属性信息计算聚类中心的数量N；
S3，网关装置根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇；
S4，网关装置分别计算每个簇的传输效率；
S5，网关装置对传输效率小于设定的效率阈值的簇进行如下调节处理，获得分簇结果：
将传输效率大于等于设定的效率阈值的簇保存到集合D；
对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，获得新的簇，将得到的簇保存到集合E；
获取集合E和集合D的并集F，将并集F作为分簇结果；
S6，网关装置将分簇结果发送至无线传感器节点；
S7，无线传感器节点根据分簇结果判断自身属于成员节点还是簇头节点；
S8，成员节点将获得的数字信息传输至对应的簇的簇头节点；
S9，簇头节点将数字信息传输至网关装置；
S10，网关装置将数字信息传输至上位机。
第二个方面，本发明提供了一种数字信息传输系统，包括网关装置、无线传感器节点和上位机；
网关装置用于获取无线传感器节点的属性信息；
网关装置用于根据属性信息计算聚类中心的数量N；
网关装置用于根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇；
网关装置用于分别计算每个簇的传输效率；
网关装置用于对传输效率小于设定的效率阈值的簇进行如下调节处理，获得分簇结果：
将传输效率大于等于设定的效率阈值的簇保存到集合D；
对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，获得新的簇，将得到的簇保存到集合E；
获取集合E和集合D的并集F，将并集F作为分簇结果；
网关装置将分簇结果发送至无线传感器节点；
无线传感器节点用于根据分簇结果判断自身属于成员节点还是簇头节点；
成员节点用于将获得的数字信息传输至对应的簇的簇头节点；
簇头节点用于将数字信息传输至网关装置；
网关装置用于将数字信息传输至上位机。
与现有技术相比，本发明在使用聚类算法进行分簇之后，还计算了每个簇的传输效率，然后对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，从而使得每个簇能够在成员节点的数量以及成员节点与簇头节点之间的平均距离上取得平衡，减少了成员节点的平均等待时长，降低了通信延时，从而提高了数字信息的传输效率。
附图说明
从下文给出的详细描述和附图中将更充分地理解本公开，附图仅以说明的方式给出，因此不限制本公开，并且其中：
图1为本发明一种数字信息传输方法的一种示意图。
图2为本发明一种数字信息传输系统的一种示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
第一个方面，如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种数字信息传输方法，包括：
S1，网关装置获取无线传感器节点的属性信息。
具体的，属性信息包括无线传感器节点的坐标和编号。根据坐标能够计算出任意两个无线传感器节点之间的距离，以及计算出无线传感器节点与网关装置之间的距离。这里的距离指的是欧式距离。
网关装置可以通过广播通知消息的方式，让无线传感器节点将自身的属性信息发送至网关装置。
S2，网关装置根据属性信息计算聚类中心的数量N。
具体的，聚类中心的数量会对传输效率产生重大的影响，如果聚类中心的数量过少，则会导致簇内的成员节点与簇头之间的通信效率较低，从而降低了总体的数字信息的传输效率，而如果聚类中心的数量过多，则会导致簇头节点的数量过多，数字信息在簇头节点之间的转发次数过多，同样会降低数字信息的传输效率。
因此，本发明采用如下函数计算N：
其中，totnum表示无线传感器节点的总数，δ1和δ2分别表示自由空间信道模型和多径衰落模型功率放大所需的能量，area表示无线传感器节点所分布的区域的面积，ndeset表示所有无线传感器节点的集合，distbsei表示无线传感器节点i和网关装置之间的距离，α表示求和权重，α∈(0,1)，areset表示对无线传感器节点所分布的区域进行分区得到的子区域的集合，numj表示子区域j中包含的无线传感器节点的总数，Sa表示子区域的总数，basecef表示预设的常数参数，H表示预设的数量。
在上述函数中，本发明除了考虑加号左侧的常规的变量之外，还考虑了子区域中的无线传感器节点的数量的方差这一变量，方差越大，则表示无线传感器节点分布越不平均，此时，簇头节点的数量会相应地增加，反之，则簇头节点的数量会相应的减少，能够使得簇头节点的数量随着子区域中的无线传感器节点的数量的方差的变化而自适应地变化，使得计算得到的聚类中心的数量与无线传感器节点的分布情况相适应，有利于提高获得的聚类中心的数量的合理性。
具体的，对无线传感器节点所分布的区域进行分区，包括：
获取无线传感器节点所分布的区域的最小外接矩形；
将最小外接矩形分为Sa个面积相同的子区域。
进一步的，在满足面积相同的情况下子区域的长度和宽度之间的比值越小越好，因为比值越小，表示子区域越接近正方形，而无线传感器节点的通信范围为圆形，而在面积相同的情况下，越接近正方形的子区域，其最大内接圆的面积越大，使得子区域中的无线传感器节点的数量的方差对无线传感器节点的分布情况的反映越接近真实情况。
S3，网关装置根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇。
具体的，聚类的原理是使得所有个聚类中的元素距离距离中心的和最小，能够使得成员节点与簇头节点之间的距离最小，从而提高成员节点与簇头节点之间的通信效率。
在本发明中，根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇的过程如下：
S31，随机选择N个无线传感器节点作为聚类中心；
S32，将无线传感器节点分配到距离最近的聚类中心所对应的聚类，得到N个聚类；
S33，对每个聚类中的聚类中心进行更新，获得新的聚类中心；
S34，重复S32和S33，直至判断函数取得最小值；
S35，将每个聚类中的聚类中心所对应的无线传感器节点作为簇头节点，将聚类中的其余无线传感器节点作为成员节点。
具体的，每次获得新的聚类中心之后，便会计算一次判断函数，当判断函数收敛时，则表示获得最小值。
在一种实施例中，将无线传感器节点分配到距离最近的聚类中心所对应的聚类，包括：
分别计算无线传感器节点与每个聚类中心之间的距离；
将无线传感器节点分配到最小的距离所对应的聚类中心所对应的聚类。
具体的，在上述实施例中，采用欧式距离作为无线传感器节点与每个聚类中心之间的距离。
在一种实施例中，对每个聚类中的聚类中心进行更新，获得新的聚类中心，包括：
将同一个聚类中的无线传感器节点保存到集合A；
计算集合A中的无线传感器节点的平均坐标；
将集合A中距离平均坐标最近的无线传感器节点作为新的聚类中心。
具体的，若距离平均坐标的最近无线传感器节点只有一个，则直接将该无线传感器节点作为新的聚类中心；若距离平均坐标最近的无线传感器节点的数量大于等于2，则从所有距离平均坐标最近的无线传感器节点中随机选择一个作为新的聚类中心。
具体的，平均坐标的横坐标为集合A中的无线传感器节点的横坐标的平均值，平均坐标的纵坐标为集合A中的无线传感器节点的纵坐标的平均值。
在一种实施例中，判断函数的公式为：
jdfun表示判断函数，ndeset表示所有无线传感器节点的集合，cluset表示获得的聚类的集合，disti,v表示无线传感器节点i和聚类v的聚类中心之间的距离。
具体的，判断函数计算的是所有无线传感器节点与聚类中心之间的距离的和，当这个和越小时，表示无线传感器节点的传输效率越高。
S4，网关装置分别计算每个簇的传输效率。
具体的，传输效率能够对簇内的成员节点与簇头节点之间的通信延时进行表示，传输效率越小，则表示通信延时越小。
在一种实施例中，传输效率的计算函数为：
transeffi表示传输效率，w1表示预设的距离方面的权重，w2表示预设的数量方面的权重，clusu表示簇中的所有成员节点的集合，mdistk表示簇中的成员节点k与簇头之间的距离，subndenum表示clusu中包含的成员节点的总数，diststd表示预设的平均距离，clunumstd表示预设的成员节点的数量。
在本发明中，传输效率从成员节点与簇头节点之间平均距离，以及成员节点的数量两个角度进行计算得到。成员节点与簇头节点之间平均距离越大，成员节点的数量越多，则表示成员节点与簇头节点之间进行通信时，需要等待的概率越大，消耗的能量越多，传输效率越低。因此，传输效率能够准确地表示一个簇内的数字信息的传输效率。
S5，网关装置对传输效率小于设定的效率阈值的簇进行如下调节处理，获得分簇结果：
将传输效率大于等于设定的效率阈值的簇保存到集合D；
对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，获得新的簇，将得到的簇保存到集合E；
获取集合E和集合D的并集F，将并集F作为分簇结果。
具体的，对于传输效率比较小的簇，继续进行分簇的能够提高簇内的成员节点的传输效率。
在一种实施例中，对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，获得新的簇，包括：
第一轮计算：
计算传输效率小于设定的效率阈值的簇中的每个无线传感器节点的第一选举值：
elecval表示无线传感器节点的第一选举值，λ1、λ2、λ3分别表示预设的第一权重、第二权重、第三权重，三个权重的和为1，enrleft表示无线传感器节点的剩余能量，enrfull表示无线传感器节点的满电电量，abdist表示预设的距离，distnet表示无线传感器节点与网关装置之间的距离，allN表示簇中的无线传感器节点的总数，numbyr表示无线传感器节点的通信半径内包含的邻居节点的总数；
将第一选举值最大的无线传感器节点作为第一轮计算得到的簇头节点clundeA；
第二轮计算：
计算传输效率小于设定的效率阈值的簇中除了clundeA之外的其他的无线传感器节点的第二选举值：
beleval表示第二选举值，μ表示预设的计算参数，μ∈(0,1)，elecvalmax表示第一选举值的最大值，distone表示无线传感器节点与clundeA之间的距离，distonemax表示线传感器节点与clundeA之间的距离的最大值；
将第二选举值最大的无线传感器节点作为第二轮计算得到的簇头节点clundeB；
根据距离最小的原则，将传输效率小于设定的效率阈值的簇中的无线传感器节点加入到clundeA或clundeB所对应的簇中，得到新的簇。
在上述实施例中，本发明先根据第一选举值选出一个簇头节点，然后再根据第二选举值选出另一个簇头节点，最后根据距离最小的原则将无线传感器节点加入到簇头节点所处的簇中，从而得到了新的簇。
在第一选举值的计算过程中，综合考虑了无线传感器节点的剩余能量、与网关装置之间的距离、邻居节点的总数这三个方面的参数，从而使得剩余能量越多，与网关装置之间的距离越大，邻居节点的总数越大的无线传感器节点的第一选举值越大，从而能够选出数据转发能力最好的的无线传感器节点作为簇头节点。
而第二选举值则是在第一选举值的基础上，还考虑了与clundeA之间的距离，根据两者综合得到第二选举值，使得与clundeA越远，第一选举值越大的无线传感器节点的第二选举值越大，这种处理方式能够降低新获得的两个簇之间出现通信冲突的概率，从而提高了数字信息的传输效率。
S6，网关装置将分簇结果发送至无线传感器节点。
具体的，网关装置可以根据前一次分簇得到的路由结构，来将分簇结果发送至无线传感器节点。
另外，网关装置还可以通过洪泛法来将分簇结果发送至无线传感器节点。
S7，无线传感器节点根据分簇结果判断自身属于成员节点还是簇头节点。
具体的，分簇结果中包括了每个无线传感器节点的身份属性，即属于成员节点还是簇头节点，然后，还包括了成员节点所对应的簇的簇头节点。
无线传感器节点在确认自身为簇头节点之后，则根据分簇结果，将自身的身份发送至对应的成员节点。
S8，成员节点将获得的数字信息传输至对应的簇的簇头节点。
具体的，成员节点在分簇完成后，便进行数字信息的获取，然后将得到的数字信息传输至自身所在的簇的簇头节点。
具体的，数字信息可以是环境数据、设备的运行参数等。
S9，簇头节点将数字信息传输至网关装置。
具体的，簇头节点在接收到成员节点发送的数字信息之后，从自身的通信范围内的簇头节点中选择距离网关装置最近的簇头节点作为传输的对象。
S10，网关装置将数字信息传输至上位机。
具体的，网关装置设置在无线传感器节点所分布的区域的中心或边缘。
上位机用于对得到的数字信息进行存储和显示。
第二个方面，如图2所示的一种实施例，本发明提供了一种数字信息传输系统，包括网关装置、无线传感器节点和上位机；
网关装置用于获取无线传感器节点的属性信息；
网关装置用于根据属性信息计算聚类中心的数量N；
网关装置用于根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇；
网关装置用于分别计算每个簇的传输效率；
网关装置用于对传输效率小于设定的效率阈值的簇进行如下调节处理，获得分簇结果：
将传输效率大于等于设定的效率阈值的簇保存到集合D；
对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，获得新的簇，将得到的簇保存到集合E；
获取集合E和集合D的并集F，将并集F作为分簇结果；
网关装置将分簇结果发送至无线传感器节点；
无线传感器节点用于根据分簇结果判断自身属于成员节点还是簇头节点；
成员节点用于将获得的数字信息传输至对应的簇的簇头节点；
簇头节点用于将数字信息传输至网关装置；
网关装置用于将数字信息传输至上位机。
与现有技术相比，本发明在使用聚类算法进行分簇之后，还计算了每个簇的传输效率，然后对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，从而使得每个簇能够在成员节点的数量以及成员节点与簇头节点之间的平均距离上取得平衡，减少了成员节点的平均等待时长，降低了通信延时，从而提高了数字信息的传输效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种数字信息传输方法，其特征在于，包括：
S1，网关装置获取无线传感器节点的属性信息；
S2，网关装置根据属性信息计算聚类中心的数量N；
S3，网关装置根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇；
S4，网关装置分别计算每个簇的传输效率；
S5，网关装置对传输效率小于设定的效率阈值的簇进行如下调节处理，获得分簇结果：
将传输效率大于等于设定的效率阈值的簇保存到集合D；
对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，获得新的簇，将得到的簇保存到集合E；
获取集合E和集合D的并集F，将并集F作为分簇结果；
S6，网关装置将分簇结果发送至无线传感器节点；
S7，无线传感器节点根据分簇结果判断自身属于成员节点还是簇头节点；
S8，成员节点将获得的数字信息传输至对应的簇的簇头节点；
S9，簇头节点将数字信息传输至网关装置；
S10，网关装置将数字信息传输至上位机；
所述属性信息包括无线传感器节点的坐标和编号；
根据属性信息计算聚类中心的数量N，包括：
采用如下函数计算N：
其中，totnum表示无线传感器节点的总数，δ1和δ2分别表示自由空间信道模型和多径衰落模型功率放大所需的能量，area表示无线传感器节点所分布的区域的面积，ndeset表示所有无线传感器节点的集合，distbsei表示无线传感器节点i和网关装置之间的距离，α表示求和权重，α∈(0,1)，areset表示对无线传感器节点所分布的区域进行分区得到的子区域的集合，numj表示子区域j中包含的无线传感器节点的总数，Sa表示子区域的总数，basecef表示预设的常数参数，H表示预设的数量。
2.根据权利要求1所述的一种数字信息传输方法，其特征在于，对无线传感器节点所分布的区域进行分区，包括：
获取无线传感器节点所分布的区域的最小外接矩形；
将最小外接矩形分为Sa个面积相同的子区域。
3.根据权利要求1所述的一种数字信息传输方法，其特征在于，根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇，包括：
S31，随机选择N个无线传感器节点作为聚类中心；
S32，将无线传感器节点分配到距离最近的聚类中心所对应的聚类，得到N个聚类；
S33，对每个聚类中的聚类中心进行更新，获得新的聚类中心；
S34，重复S32和S33，直至判断函数取得最小值；
S35，将每个聚类中的聚类中心所对应的无线传感器节点作为簇头节点，将聚类中的其余无线传感器节点作为成员节点。
4.根据权利要求3所述的一种数字信息传输方法，其特征在于，将无线传感器节点分配到距离最近的聚类中心所对应的聚类，包括：
分别计算无线传感器节点与每个聚类中心之间的距离；
将无线传感器节点分配到最小的距离所对应的聚类中心所对应的聚类。
5.根据权利要求3所述的一种数字信息传输方法，其特征在于，对每个聚类中的聚类中心进行更新，获得新的聚类中心，包括：
将同一个聚类中的无线传感器节点保存到集合A；
计算集合A中的无线传感器节点的平均坐标；
将集合A中距离平均坐标最近的无线传感器节点作为新的聚类中心。
6.根据权利要求3所述的一种数字信息传输方法，其特征在于，判断函数的公式为：
jdfun表示判断函数，ndeset表示所有无线传感器节点的集合，cluset表示获得的聚类的集合，disti,v表示无线传感器节点i和聚类v的聚类中心之间的距离。
7.根据权利要求1所述的一种数字信息传输方法，其特征在于，传输效率的计算函数为：
transeffi表示传输效率，w1表示预设的距离方面的权重，w2表示预设的数量方面的权重，clusu表示簇中的所有成员节点的集合，mdistk表示簇中的成员节点k与簇头之间的距离，subndenum表示clusu中包含的成员节点的总数，diststd表示预设的平均距离，clunumstd表示预设的成员节点的数量。
8.一种数字信息传输系统，其特征在于，包括网关装置、无线传感器节点和上位机；
网关装置用于获取无线传感器节点的属性信息；
网关装置用于根据属性信息计算聚类中心的数量N；
网关装置用于根据属性信息和聚类中心的数量，采用聚类算法对无线传感器节点进行聚类，获得N个簇；
网关装置用于分别计算每个簇的传输效率；
网关装置用于对传输效率小于设定的效率阈值的簇进行如下调节处理，获得分簇结果：
将传输效率大于等于设定的效率阈值的簇保存到集合D；
对传输效率小于设定的效率阈值的簇再次进行分簇计算，获得新的簇，将得到的簇保存到集合E；
获取集合E和集合D的并集F，将并集F作为分簇结果；
网关装置将分簇结果发送至无线传感器节点；
无线传感器节点用于根据分簇结果判断自身属于成员节点还是簇头节点；
成员节点用于将获得的数字信息传输至对应的簇的簇头节点；
簇头节点用于将数字信息传输至网关装置；
网关装置用于将数字信息传输至上位机；
所述属性信息包括无线传感器节点的坐标和编号；
根据属性信息计算聚类中心的数量N，包括：
采用如下函数计算N：
其中，totnum表示无线传感器节点的总数，δ1和δ2分别表示自由空间信道模型和多径衰落模型功率放大所需的能量，area表示无线传感器节点所分布的区域的面积，ndeset表示所有无线传感器节点的集合，distbsei表示无线传感器节点i和网关装置之间的距离，α表示求和权重，α∈(0,1)，areset表示对无线传感器节点所分布的区域进行分区得到的子区域的集合，numj表示子区域j中包含的无线传感器节点的总数，Sa表示子区域的总数，basecef表示预设的常数参数，H表示预设的数量。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117042008B (zh) * 2023-08-18 2024-04-12 国网四川省电力公司电力应急中心 一种基于无线传感器网络的电力设备控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108289317A (zh) * 2018-05-13 2018-07-17 广东理致技术有限公司 一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法及装置
CN108990129A (zh) * 2018-08-14 2018-12-11 长春理工大学 一种无线传感网络分簇方法及系统
WO2022100191A1 (zh) * 2020-11-10 2022-05-19 北京市天元网络技术股份有限公司 一种分布式传感器网络数据融合方法及系统
CN115052324A (zh) * 2022-05-17 2022-09-13 深圳供电局有限公司 一种基于k均值聚类算法的自适应调制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108289317A (zh) * 2018-05-13 2018-07-17 广东理致技术有限公司 一种基于大数据分析的无线传感网络路由方法及装置
CN108990129A (zh) * 2018-08-14 2018-12-11 长春理工大学 一种无线传感网络分簇方法及系统
WO2022100191A1 (zh) * 2020-11-10 2022-05-19 北京市天元网络技术股份有限公司 一种分布式传感器网络数据融合方法及系统
CN115052324A (zh) * 2022-05-17 2022-09-13 深圳供电局有限公司 一种基于k均值聚类算法的自适应调制方法

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