本發(fā)明涉及無線自組網(wǎng)領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)業(yè)環(huán)境無線傳感網(wǎng)的動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)方法。

背景技術(shù)：

隨著無線通信和微電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，由大量低成本且能量受限的多功能傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感網(wǎng)開始廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。為了盡可能高效地使用傳感器節(jié)點(diǎn)的能量和最大限度地延長網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，在路由方面提出了層次化的解決方案。此類方案利用相應(yīng)的算法將傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分成邏輯上的層次結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分為簇頭和簇成員。簇首作為所在簇的控制中心，負(fù)責(zé)簇結(jié)構(gòu)的形成、簇內(nèi)成員數(shù)據(jù)的收集，融合所得數(shù)據(jù)并發(fā)送給其他簇首或者直接發(fā)送給基站。

在本發(fā)明作出之前，目前傳統(tǒng)的分簇路由算法如LEACH算法，它的基本思想是：在簇生成階段，各節(jié)點(diǎn)選取一個(gè)[0，1]之間的隨機(jī)數(shù)，如果這個(gè)數(shù)小于閾值T(n)，則該節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭。T(n)的計(jì)算方法可描述為公式(1)，

其中，p是簇頭占所有節(jié)點(diǎn)的百分比，即節(jié)點(diǎn)當(dāng)選簇頭的概率；r是目前循環(huán)進(jìn)行的輪數(shù)；G是最近1/p輪中還未當(dāng)選過簇頭的節(jié)點(diǎn)集合。

這類周期性更換簇頭的算法雖然能解決簇頭能耗過快的問題，但在簇頭選擇方面隨機(jī)性太強(qiáng)且沒有將能量因素納入考慮的范圍。特別地，當(dāng)某一特定區(qū)域內(nèi)簇頭分布不均勻或過于集中時(shí)，大部分的成員節(jié)點(diǎn)與自己的簇頭節(jié)點(diǎn)間的歐式距離很遠(yuǎn)且只能單跳傳輸，它們就不得不通過提高發(fā)送功率將數(shù)據(jù)包傳輸至簇頭，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的能耗是極大的浪費(fèi)。此外，這類算法沒有將能量因素納入簇頭選舉的考慮因素中，當(dāng)某些簇頭節(jié)點(diǎn)的剩余能量較低無法完成正常的簇頭節(jié)點(diǎn)的路由任務(wù)時(shí)，整個(gè)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)采集到的所有數(shù)據(jù)都將無法送出，這也會(huì)嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的各方面性能。

而其他傳統(tǒng)的分簇路由算法也多將簇分為簇頭節(jié)點(diǎn)和成員節(jié)點(diǎn)兩級(jí)，如果簇的面積較大，即使成員節(jié)點(diǎn)在簇頭節(jié)點(diǎn)通信的覆蓋范圍內(nèi)，若想通過單跳完成遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸也需要大量的能量，此時(shí)，這種簇內(nèi)的單跳路由方式顯然不符合無線傳感網(wǎng)的多跳節(jié)能原則。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，提出一種農(nóng)業(yè)環(huán)境無線傳感網(wǎng)的動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種農(nóng)業(yè)環(huán)境無線傳感網(wǎng)的動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化并廣播消息，各節(jié)點(diǎn)構(gòu)建自己的鄰居節(jié)點(diǎn)信息列表；

(2)選舉各層的簇頭節(jié)點(diǎn)V_i，成為簇頭節(jié)點(diǎn)后，廣播簇頭生成消息并更新節(jié)點(diǎn)所處層數(shù)和傳輸半徑；

(3)節(jié)點(diǎn)V_j收到V_i的簇頭生成消息后判斷是否加入V_i，若加入V_i，則節(jié)點(diǎn)V_j成為成員節(jié)點(diǎn)，受簇頭節(jié)點(diǎn)V_i管理；

(4)節(jié)點(diǎn)V_k沒有收到任何簇頭生成消息，但是與成員節(jié)點(diǎn)V_j的距離小于最小傳輸半徑TR_opt，則節(jié)點(diǎn)V_k加入成員節(jié)點(diǎn)V_j成為客人節(jié)點(diǎn)，受簇頭節(jié)點(diǎn)V_i管理；

(5)重復(fù)步驟(2)-(4)，直至傳輸半徑等于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的半徑TR_max；

(6)至一輪結(jié)束，重新開始下一輪。

進(jìn)一步的，上述步驟(1)中，各節(jié)點(diǎn)初始化包括如下步驟：

(1.1)各節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)廣播的消息包括：節(jié)點(diǎn)ID、節(jié)點(diǎn)剩余能量RE和節(jié)點(diǎn)到基站的距離D_toBS；

(1.2)各節(jié)點(diǎn)初始化時(shí)，初始內(nèi)容為：節(jié)點(diǎn)層數(shù)ClusterLevel為0、簇頭節(jié)點(diǎn)為基站BS、競(jìng)選簇頭結(jié)果為失敗、節(jié)點(diǎn)傳輸半徑為TR_opt。

進(jìn)一步的，上述步驟(1.2)中各節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)通信范圍TR_opt可描述為公式(2)

E_elec表示接收/發(fā)射電路接收/發(fā)射每比特信號(hào)所消耗的能量，ε_amp為節(jié)點(diǎn)的發(fā)射放大電路在單位面積內(nèi)傳播每比特信號(hào)所消耗的能量。

進(jìn)一步的，上述步驟(2)中，節(jié)點(diǎn)V_i競(jìng)選簇頭時(shí)需要符合如下要求：

(2.1)節(jié)點(diǎn)V_i之前沒有被選為簇頭，即節(jié)點(diǎn)V_i消息中的競(jìng)選簇頭結(jié)果為失敗，只有網(wǎng)絡(luò)中的非簇頭節(jié)點(diǎn)才能成為上層簇頭的候選節(jié)點(diǎn)，且某一節(jié)點(diǎn)只能成為某一層的簇頭；

(2.2)在節(jié)點(diǎn)V_i之前沒有被選為簇頭的基礎(chǔ)上，在(0，1)范圍內(nèi)選取一個(gè)隨機(jī)數(shù)，如果這個(gè)數(shù)小于T(n)，節(jié)點(diǎn)V_i才當(dāng)選為簇頭；

(2.3)節(jié)點(diǎn)V_i被選為簇頭后，需要更新節(jié)點(diǎn)V_i的簇頭生成消息，具體包括：競(jìng)選簇頭結(jié)果為成功、節(jié)點(diǎn)層數(shù)值加1、傳輸半徑值更新為TR_opt*節(jié)點(diǎn)層數(shù)值。

進(jìn)一步的，上述步驟(2.2)中的閾值T(n)可描述為公式(3)

p是簇頭占所有節(jié)點(diǎn)的百分比，即節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭的概率，r是當(dāng)前循環(huán)進(jìn)行的輪數(shù)，r_s表示節(jié)點(diǎn)連續(xù)未當(dāng)選簇頭的輪次，一旦當(dāng)選了簇頭，r_s重置為0.

進(jìn)一步的，上述步驟(2.3)中各簇頭節(jié)點(diǎn)廣播消息時(shí)采用的半徑大小不同，其最小取值為TR_opt，但最大不超過整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的半徑大小TR_max。

進(jìn)一步的，上述步驟(3)中，節(jié)點(diǎn)V_j收到V_i的簇頭生成消息后需要判斷是否加入V_i，判斷依據(jù)如下：

(3.1)節(jié)點(diǎn)V_j收到V_i的簇頭生成消息后，先檢查該消息對(duì)應(yīng)的簇頭所屬層數(shù)是否是自己的直接上層，即判斷V_j(ClusterLevel)+1＝V_i(ClusterLevel)是否成立，如果不成立，則節(jié)點(diǎn)V_j不做任何響應(yīng)直接丟棄，否則，將節(jié)點(diǎn)V_i的簇頭生成消息保存在V_j的候選簇頭列表S_CH；

(3.2)如果V_j的候選簇頭列表S_CH中有多個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的消息，即V_j的鄰居節(jié)點(diǎn)中有多個(gè)簇頭在傳輸半徑內(nèi)，則比較候選簇頭列表S_CH中各簇頭的剩余能量RE與它們到基站的距離D_toBS的比值RE/D_toBS，取比值最大的節(jié)點(diǎn)V_i做為V_j的簇頭，V_j成為V_i的成員節(jié)點(diǎn)并受它管理；

(3.3)如果V_j的候選簇頭列表S_CH中只有一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)V_i的消息，即V_j的鄰居節(jié)點(diǎn)中只有一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)V_i在傳輸半徑內(nèi)，則直接加入節(jié)點(diǎn)V_i所在的簇，V_j成為V_i的成員節(jié)點(diǎn)并受它管理。

進(jìn)一步的，上述步驟(4)中，對(duì)于那些候選簇頭列表S_CH為空的節(jié)點(diǎn)V_k，需通過鄰居節(jié)點(diǎn)中距離最近的成員節(jié)點(diǎn)加入相應(yīng)的簇，方法如下：

(4.1)節(jié)點(diǎn)V_k的候選簇頭列表S_CH為空時(shí)，尋找鄰居節(jié)點(diǎn)中距離自己最近的一個(gè)成員節(jié)點(diǎn)V_j，判斷距離是否小于最小傳輸半徑TR_opt，若成立，則節(jié)點(diǎn)V_k加入成員節(jié)點(diǎn)V_j成為客人節(jié)點(diǎn)，且客人節(jié)點(diǎn)V_k和成員節(jié)點(diǎn)V_j均受簇頭節(jié)點(diǎn)V_i管理，若不成立，則節(jié)點(diǎn)V_k不做任何響應(yīng)等待下一個(gè)簇頭生成消息。

進(jìn)一步的，上述步驟(5)中，當(dāng)某層節(jié)點(diǎn)采用TR_max作為當(dāng)前傳輸半徑時(shí)，簇頭生成消息就將覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)都會(huì)加入相應(yīng)層的簇，簇生成階段結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果包括以下幾點(diǎn)：

1、本發(fā)明采用多層分簇路由機(jī)制使簇頭節(jié)點(diǎn)的更替更加合理，通過最小化簇達(dá)到最大限度地均衡能量消耗，簇內(nèi)通信數(shù)據(jù)量進(jìn)一步減少，從而有效減輕簇頭的通信負(fù)擔(dān)；

2、在競(jìng)選簇頭節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過將能量因素納入考慮的范圍來改進(jìn)閾值計(jì)算方面的不足，從而使簇頭節(jié)點(diǎn)的選舉更加合理，進(jìn)一步延長整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間；

3、簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)分簇頭節(jié)點(diǎn)、成員節(jié)點(diǎn)和客人節(jié)點(diǎn)三級(jí)，當(dāng)某個(gè)非簇頭節(jié)點(diǎn)未收到簇頭生成消息時(shí)可通過成員節(jié)點(diǎn)間接加入簇，提高了節(jié)點(diǎn)布置稀疏區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的連通性。

附圖說明

圖1——本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2——本發(fā)明的層內(nèi)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)自組織過程示意圖；其中，A是第一輪自組織示意圖，B是第二輪自組織示意圖，C是第三輪自組織示意圖，D是第四輪自組織示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1所示為本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明所屬的無線自組網(wǎng)中包括多個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)、若干簇頭節(jié)點(diǎn)、若干成員節(jié)點(diǎn)和若干客人節(jié)點(diǎn)。如圖1所示，將所有節(jié)點(diǎn)分層且每層都進(jìn)行簇頭節(jié)點(diǎn)的選舉，說明了在應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，將監(jiān)測(cè)區(qū)域的大量節(jié)點(diǎn)按照分層方式自組網(wǎng)的重要性。在自組網(wǎng)之前，所有節(jié)點(diǎn)需要初始化并構(gòu)建自己的鄰居節(jié)點(diǎn)信息列表。其中，各節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)廣播的消息包內(nèi)容包括：節(jié)點(diǎn)ID、節(jié)點(diǎn)剩余能量RE和節(jié)點(diǎn)到基站的距離D_toBS。各節(jié)點(diǎn)初始化時(shí)，初始內(nèi)容為：節(jié)點(diǎn)層數(shù)ClusterLevel為0、簇頭節(jié)點(diǎn)為基站BS、競(jìng)選簇頭結(jié)果為失敗、節(jié)點(diǎn)傳輸半徑為TR_opt，其中，各節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)通信范圍TR_opt可描述為公式(2)

E_elec表示接收/發(fā)射電路接收/發(fā)射每比特信號(hào)所消耗的能量，ε_amp為節(jié)點(diǎn)的發(fā)射放大電路在單位面積內(nèi)傳播每比特信號(hào)所消耗的能量。

每層簇頭的傳輸半徑與節(jié)點(diǎn)層數(shù)成正比關(guān)系，具體為：TR_opt*節(jié)點(diǎn)層數(shù)值。頂層的簇頭節(jié)點(diǎn)即為匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)的傳輸半徑覆蓋全網(wǎng)，各匯聚節(jié)點(diǎn)通過無線收發(fā)方式將融合后數(shù)據(jù)上傳至基站，由基站傳輸至上位機(jī)顯示。從頂層簇頭向下，各下級(jí)簇頭將自己簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)依次向上級(jí)簇頭傳送，這種傳輸機(jī)制可以減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的跳數(shù)，降低了網(wǎng)絡(luò)的能耗，縮短了傳輸遲延。

每層節(jié)點(diǎn)被分為3級(jí)，即簇頭節(jié)點(diǎn)、成員節(jié)點(diǎn)和客人節(jié)點(diǎn)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的消息列表中都包含自己的層級(jí)信息，對(duì)于成員節(jié)點(diǎn)，當(dāng)它們收到某個(gè)簇頭生成消息后，先檢查該消息對(duì)應(yīng)的簇頭所屬層數(shù)是否是自己的直接上層，即判斷簇頭生成消息中的層級(jí)和自己的層級(jí)是否滿足V_j(ClusterLevel)+1＝V_i(ClusterLevel)關(guān)系，如果不成立，則成員節(jié)點(diǎn)不做任何響應(yīng)直接丟棄，否則就將該簇頭節(jié)點(diǎn)的簇頭生成消息保存在自己的候選簇頭列表S_CH中。如果成員節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)自己的候選簇頭列表S_CH中有多個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的消息，即鄰居節(jié)點(diǎn)中有多個(gè)簇頭在傳輸半徑內(nèi)，則比較候選簇頭列表S_CH中各簇頭的剩余能量RE與它們到基站的距離D_toBS的比值RE/D_toBS，最終取比值最大的簇頭節(jié)點(diǎn)做為自己的簇頭。如果候選簇頭列表S_CH中只有一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的消息，即鄰居節(jié)點(diǎn)中只有一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)在傳輸半徑內(nèi)，則成員節(jié)點(diǎn)直接加入該簇。

對(duì)于剛加入的節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，如果在簇頭選舉結(jié)束后和一輪傳輸結(jié)束前自己超出了簇頭節(jié)點(diǎn)的傳輸半徑，則這些節(jié)點(diǎn)稱為客人節(jié)點(diǎn)并通過成員節(jié)點(diǎn)間接加入該簇。所以，各層簇頭節(jié)點(diǎn)除了接收下級(jí)簇頭融合后的數(shù)據(jù)，還需接收本簇內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)和客人節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并做進(jìn)一步的融合后一起上傳給上層簇頭。

如圖2所示為本發(fā)明的層內(nèi)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)自組織過程示意圖，說明了本發(fā)明提供的自組網(wǎng)方法在面對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化時(shí)都具有較好的傳輸策略，具體包括如下過程：

(1)如圖2-A所示，新節(jié)點(diǎn)加入后，將成為客人節(jié)點(diǎn)間接加入網(wǎng)絡(luò)。該層的簇頭節(jié)點(diǎn)選舉為節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)6，在這一輪結(jié)束前有兩個(gè)新的節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)11和節(jié)點(diǎn)12)加入該層，兩個(gè)新加入的節(jié)點(diǎn)超出簇頭節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)6的傳輸半徑(圖2中圓形表示簇頭節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍)，則新節(jié)點(diǎn)尋找距離自己最近的成員節(jié)點(diǎn)。經(jīng)過數(shù)據(jù)包的發(fā)送和判斷，距離節(jié)點(diǎn)11最近的成員節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)5，距離節(jié)點(diǎn)12最近的成員節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)10，且兩個(gè)成員節(jié)點(diǎn)都在新加入節(jié)點(diǎn)的通信半徑范圍內(nèi)，則新節(jié)點(diǎn)將自己的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包發(fā)送給成員節(jié)點(diǎn)，由成員節(jié)點(diǎn)處理并發(fā)送給簇頭節(jié)點(diǎn)。這樣就可以保證新加入的節(jié)點(diǎn)可以直接加入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由工作，使得整個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)具有自組織的效果。當(dāng)然，考慮到每層簇頭的傳輸半徑與節(jié)點(diǎn)層數(shù)關(guān)系為：TR_opt*ClusterLevel(節(jié)點(diǎn)層數(shù)值)，所以新加入的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在上一層簇頭的傳輸半徑內(nèi)，但是考慮到距離較遠(yuǎn)時(shí)多跳路由相對(duì)于單跳傳輸能夠減少一定的能耗，所以本發(fā)明在每簇內(nèi)使用3級(jí)結(jié)構(gòu)。

(2)如圖2-B所示，新節(jié)點(diǎn)加入后，通信半徑內(nèi)既沒有簇頭節(jié)點(diǎn)也沒有成員節(jié)點(diǎn)，等待下一輪路由再加入網(wǎng)絡(luò)。該層的簇頭節(jié)點(diǎn)選舉為節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)9，在這一輪結(jié)束前有一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)13)加入該層，新加入的節(jié)點(diǎn)不在簇頭節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)9的傳輸半徑內(nèi)，距離較近的成員節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)12也超出了自己的通信半徑，則節(jié)點(diǎn)13等待下一輪路由重新組網(wǎng)分簇。當(dāng)然，考慮到每層簇頭的傳輸半徑與節(jié)點(diǎn)層數(shù)關(guān)系為：TR_opt*ClusterLevel(節(jié)點(diǎn)層數(shù)值)，所以新加入的節(jié)點(diǎn)必定在某層簇頭的傳輸半徑內(nèi)，但是依靠遍歷拓?fù)涓鲗哟仡^的傳輸半徑的方法尋找合適的簇頭會(huì)帶來巨大的控制開銷，且找到的簇頭可能距離新加入的節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)，所以本發(fā)明使用等待下一輪路由重新組網(wǎng)分簇的方法。

(3)如圖2-C所示，重新組網(wǎng)分簇后，若某些簇的客人節(jié)點(diǎn)在另一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的傳輸半徑內(nèi)，則該客人節(jié)點(diǎn)加入簇頭成為成員節(jié)點(diǎn)。該層的簇頭節(jié)點(diǎn)選舉為節(jié)點(diǎn)4和節(jié)點(diǎn)7，此外，第二輪新加入的節(jié)點(diǎn)13競(jìng)選為新的簇頭?？腿斯?jié)點(diǎn)5、11和12收到節(jié)點(diǎn)13的簇頭生成消息后得知節(jié)點(diǎn)13的傳輸半徑可以覆蓋到自己，則節(jié)點(diǎn)5、11和12加入節(jié)點(diǎn)13所在的簇成為成員節(jié)點(diǎn)。因?yàn)橄噍^于另外兩個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)，它們與簇頭節(jié)點(diǎn)13之間距離更近，且通過單跳可以直接完成數(shù)據(jù)傳輸，這降低了能耗和網(wǎng)絡(luò)的遲延，迎合了網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)。

(4)如圖2-D所示，如果在客人節(jié)點(diǎn)的通信半徑內(nèi)存在多個(gè)成員節(jié)點(diǎn)且距離相同或相差不大，則客人節(jié)點(diǎn)選擇負(fù)荷最小的成員節(jié)點(diǎn)加入。其中，負(fù)荷小具體指與該成員節(jié)點(diǎn)直接通信的客人節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少或者數(shù)據(jù)包數(shù)量較少。該層的簇頭節(jié)點(diǎn)選舉為節(jié)點(diǎn)2、10和節(jié)點(diǎn)12，在這三個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的傳輸半徑范圍外有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)14和節(jié)點(diǎn)15)需要尋找成員節(jié)點(diǎn)間接加入某簇。節(jié)點(diǎn)14尋找距離自己最近的成員節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)4，故節(jié)點(diǎn)14成為節(jié)點(diǎn)4的客人節(jié)點(diǎn)并受簇頭節(jié)點(diǎn)2的管理。而節(jié)點(diǎn)15經(jīng)過數(shù)據(jù)包的發(fā)送和判斷發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)4和節(jié)點(diǎn)7均在通訊半徑內(nèi)，而節(jié)點(diǎn)15又發(fā)現(xiàn)自己的鄰居節(jié)點(diǎn)14已經(jīng)通過節(jié)點(diǎn)4加入簇頭節(jié)點(diǎn)2所在的簇，而自己的鄰居節(jié)點(diǎn)中并沒有節(jié)點(diǎn)成為節(jié)點(diǎn)7的客人節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)15將自己的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包發(fā)送給成員節(jié)點(diǎn)7并接受簇頭節(jié)點(diǎn)10管理。這樣在一定程度上具有均衡能耗的效果，相對(duì)延長整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

本發(fā)明提供了一種基于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)的自組網(wǎng)方法，具體將分簇算法中的多層分簇和多級(jí)分簇思想結(jié)合，在一定程度上既緩解了多層分簇路由算法存在的單跳能耗較高的問題，也減少了多級(jí)分簇算法帶來的控制開銷。同時(shí)，本發(fā)明兼具二者優(yōu)點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、降低和均衡能量消耗、減少網(wǎng)絡(luò)遲延和延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間方面均有一定的改進(jìn)。