有限的能源是无线传感器网络（WSN）广泛应用的主要限制之一。
了最大化整个网络的生命周期，有必要优化无线传感器网络节点的能耗。协议使用的无线传感器网络模型包括两种类型的节点：普通节点和高级高能节点。算法考虑了一些因素，例如节点的当前剩余能量，网络中的平均能量，从簇头到基站的距离以及节点的类型。计了适用于异构无线传感器网络的路由协议（HCEEC）。该协议中，基站选择能量较高且靠近基站的节点作为相应区域中的簇头，以收集该区域中的信息。集头节点将信息合并到群集中，然后将信息发送到基站节点。
验表明，该算法可以更好地整合网络中的能量负荷，恒温阀芯提高网络吞吐量，延长网络寿命。线传感器网络（WSN）是通过ad hoc网络[1]由大量传感器节点和一个或几个基站（BS）组成的无线网络。些传感器节点不仅具有检测和计算能力，而且还可以实现数据传输功能。是，传感器节点通常由干电池供电，其电源有应用限制。究表明，太阳能和风能等可再生能源可用于无线传感器网络中，以向收集器的节点提供能量[2-3]。是，这些可再生能源的间歇性将导致网络中节点的能源供应不连续，这将影响WSN网络的性能[4]。
此，在无线传感器网络的研究和部署中，始终应考虑传感器节点的功耗。据节点的初始状态是否相同，WSN分为同构网络和异构网络。量异质性是网络异质性最常见的现象，即节点的初始能量不同。前对传感器网络的研究主要集中在同类传感器网络上，即假设网络中的所有节点都具有相同的初始化能量并且属于相同类型，则研究的节点类型是相对独特的[5]。种简化忽略了节点之间的差异可能对网络及其协议产生的影响。实际应用中，异构节点通常混合在传感器组中。如，某些节点不使用它们携带的电源，而是在建筑物环境或周围环境中直接使用交流电源或其他类型的电源。[6]在现场环境中，也可以将太阳能用作收集器节点的能源。此，WSN的异质性也是搜索路由算法时要考虑的重要因素[7]。同类传感器网络相比，异构传感器网络更接近实际应用场景，特别是异构能量传感器网络的路由协议是当前研究的重点之一[8]。文主要介绍用于异构能量传感器网络的几种群集路由算法。SEP [9]是从LEACH算法[10]开发而来的，是针对异构二次能量传感器网络提出的一种路由算法。络中有两种类型的节点：高级节点和普通节点。于节点的SEP初始能量值为高级节点和普通节点定义了不同的加权概率，这增加了高级节点成为簇头（CH）的可能性，从而确保了两个节点的生存时间一致，可以保证负载均衡。
延长了网络稳定期。是，SEP簇头选择过程基于随机数，并且簇头的数量会有很大差异，以确保一致性。集头的选择未考虑当前的剩余能量水平，这将影响群集效果以及网络的性能和生命周期。集头将数据直接发送到基站，因此，当群集头远离基站时，会消耗大量能量。DEEC [11]是一种基于LEACH的高效节能的分布式集群路由算法，用于多个级别的异构能源网络。DEEC簇头选举概率值考虑了节点的当前剩余能量和网络的当前平均剩余能量，因此簇头的选举可以适应改变节点的剩余能量以最大化网络稳定期。个节点根据其剩余能量的差异将选举集群领导者的第r个阈值定义为pi =（Ei（r）/ E（r）×popt），以确保领导者的平均人数网络每个选举周期中的群集数量对于N×popt，DEEC使用近似解决方案估算整个网络的总体能量水平，并在第r轮中计算网络节点的平均能量，这在一定程度上削弱了DEEC的实用性。TDEEC [12]该算法是DEEC算法的改进，它调整了阈值：将节点的剩余能量与网络的平均剩余能量之比添加到阈值中，以便具有更多功能的节点优选当前剩余能量成为簇头，并添加最佳簇头。于异构WSN，人们提出了路由算法，例如SEP，DEEC和TDEEC。是，这些路由算法尚未提出相应的网络分配方案。这种情况下，能量较高的节点（高级节点）在网络中的分布不均匀。外，在上图中，每个节点必须计算成为自身簇头的概率，这无疑增加了簇节点的计算量。外，上述文献中没有讨论该网络。型中的最佳节点数。本文使用的WSN模型中，假设N个节点在监视区域M×M中随机且均匀地分布，该监视区域包括普通节点和高级节点。级节点数是普通节点数的m倍。点的初始能量在E0上定义，高级节点的能量是普通节点的两倍，基站的节点定义在网络的顶部。1说明了整个网络中节点的分布。络中节点的总数N = Nn mNn，其中Nn代表普通节点的数量。设网络的节点具有以下特征：部署后所有节点不再移动；节点在区域内均匀分布；每个普通节点在一系列高级节点跳转中都有一个或多个；所有节点进行通信；整个网络中的能量是异构的，节点可以调节传输频率。点可以获得自己的位置信息；基站知道节点的初始能量。HCEEC算法主要包括两个过程：集群建立过程和通信过程：HCEEC算法使用初始能量，节点的剩余能量，节点的类型以及节点与节点之间的距离。站确定最佳簇头的选择。
络部分在通信阶段，将分析网络中群集的主要节点以及每个周期的能耗。WSN中的网络群集在提高网络生存时间方面非常有效。HCEEC网络训练阶段，基站使用中央控制算法选择簇头。初，基站根据网络节点的初始能量来计算区域内的平均能量。后，网络节点在每个周期结束之前将剩余的电流发送给基站。源信息。ni为与if公用节点相对应的簇头节点的数量。同构网络中，ni的值为ni = poptN。中，kopt是网络中簇头的最佳数量，可以通过获得[13]来计算。LEACH协议中，如果网络的每个节点（i = 1，2，3 … N）成为群集头，ni = 1 / popt。而，由于在网络中节点之间的通信过程中节点之间的距离不同，所以所消耗的能量不同，并且网络中节点的剩余能量也不同。果为异构网络中的所有节点设置相同的分组概率值，则网络中的能耗将无法很好地平衡，并且能量较低的节点将比能量较高的节点更快地死亡。级。HCEEC算法中，如果在第r轮中，则根据节点的剩余能量Ei（r）选择不同的popt值。pi = 1 / ni，pi可被视为ni中成为簇头的平均概率。某一回合中，如果网络节点的能量相同，则可以将pi的值选择为popt；在这种情况下，可以保证每一回合中簇头节点的数量为popt×N，所有节点都在同一时间。亡如果节点具有不同的能量，则较高能量节点的pi值必须大于较低能量节点的pi值。义E（r）代表第r轮网络节点的平均能量。站节点将每个节点的当前能量与平均能量进行比较，并且选择能量大于平均能量的节点作为排除簇头的ECH。站继续检查ECH，因为基站每轮只选择pi×N个簇头。ECH中剩余能量最高且距基站节点距离最短的节点更有可能成为最终集群的主节点。中，DtoBS是空集ECH与基站之间的距离，X和Y分别代表基站节点的横坐标和纵坐标。xj和yj是相应的第j个ECH的坐标值。
中，E0代表节点的初始能量，Ei（r）是节点的剩余能量。于高级节点具有更大的功能，因此在选择群集头时必须同时考虑节点类型。择簇头时，不同的节点具有不同的权重。pnrm = pi1 m，padv = pi（1 ）1 m。此，节点成为簇头的可能性直接取决于节点的剩余能量，节点的能量消耗率，节点的类型以及从节点到基站的距离。果ECH的数量等于网络区域中所需的节点数量，则所有候选节点都将被选作选定的簇头FSCH。
果，平衡了网络节点的能量并且延长了网络生存时间。站向网络广播FSCH信息。接收到表明它成为最终簇头的消息之后，FSCH将表明它成为簇头的消息广播到周围的节点。围节点以簇头消息的形式接收一个或多个簇头节点。群集头节点选择在相应区域中具有最高信号强度的群集头作为下一跳节点进行数据传输。应的群集头将TDMA时隙分配给群集节点，非群集头节点在相应的时隙中将消息发送到群集头节点。
果没有群集头的节点没有收到FSCH节点发送的群集头消息，则它将自己选择为群集头。HCEEC算法中，网络建立阶段的时间比网络通信时间短得多。HCEEC协议算法的通信阶段。络中的非群集主节点通过对真实环境的感知从周围环境获取数据，然后将其传递给相应的群集主节点。收到数据后，主群集节点将压缩数据，删除不必要的信息，然后将数据发送到基站。集头节点压缩数据，减少数据长度，减少节点功耗并延长网络生命周期。数据传输期间，节点消耗大量能量。ETx（l，d）= lEelec lεfsd2d其中，Eelec是接收器或发送器处理一点数据所消耗的能量。lεfsd2和lεmpd4是放大来自发射放大器的信号所消耗的能量。头以两种方式将数据传输到基站：直接传递或多跳传输。等式（12）可以看出，当数据传输距离大于某个阈值d0时，传输所需的能量将大大增加。
此，规定在CH数据下载过程中，如果基站与簇头之间的距离在d0内，则通过直接传送将数据发送到基站。则，簇头选择更接近基站并且在通信范围内具有较高能量的替代簇头作为下一跳数据传输节点，并从多跳方式。输到基站。中，k代表网络中的簇数，EDA代表簇头中数据融合所消耗的能量，dtoBS代表簇头节点与基站节点之间的平均距离， dtoCH表示簇头节点与簇节点之间的平均距离。文提出的HCEEC是在ns2环境下模拟的。一个100 m×100 M的无线传感器网络中，有100个节点均匀分布，假设基站的位置在监视区域的中心（50×50）。验中使用了表1中的参数，并使用此路由协议以及LEACH，SEP，E-SEP和DEEC算法进行了实验比较。2（a）显示了网络中剩余节点随时间变化的情况。验结果表明，在均衡网络中节点能量时，HCEEC算法比其他路由协议具有更好的性能，并且网络具有最长的生存时间。HCEEC中，网络稳定期分别比LEACH，SEP，E-SEP和DEEC长120％，70％，55％和48％。算法稳定期的增加归因于算法中基站的使用，以计算分区中的分布，从而减少了节点之间的计算和通信，并节省了大量能量。2（b）显示了网络中死节点的数量。样，HCEEC还优于其他路由算法，以最大程度地减少死节点。文提出了一种基于异构无线传感器网络的节能路由协议。网络中，有两种类型的具有不同初始能量的节点：普通节点和高级节点。种类型的节点均匀分布在监视区域中。站节点位于监视区域的中心，负责在网络中建立群集结构并在网络中收集数据。网络构建过程中，考虑了诸如剩余节点能量，节点类型，节点到基站的距离以及网络中平均剩余能量等因素，以选择最佳头。群。
通信过程中，定义距离阈值d0，基站d0内的簇头节点通过直接传递将数据发送给基站，否则簇头节点选择能量最高，距离基站最近的节点作为中继节点。跳模式将数据发送到基站。验表明，本文提出的HCEEC算法具有优于LEACH，SEP，E-SEP等算法的优势。
本文转载自
恒温阀芯 https://www.wisdom-thermostats.com