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申请/专利权人：山东省计算中心(国家超级计算济南中心);齐鲁工业大学(山东省科学院);江苏海洋大学

摘要：本发明属于物联网数据采集的技术领域，更具体地，涉及一种工业环境下面向通信受限物联网节点的数据汇集方法及装置。所述方法包括：S1、给定节点数据集和预设参数，预设参数包括节点覆盖半径R、节点覆盖率C以及初始簇头个数K；S2、基于给定的节点数据集和预设参数，使用K‑medoids聚类算法将节点数据集中的所有传感器节点划分为K个簇；S3、计算K个簇的总节点覆盖率C′，若总节点覆盖率C′大于给定的节点覆盖率C，则执行步骤S4，若总节点覆盖率C′小于或等于给定的节点覆盖率C，则将给定的初始簇头个数K加一，重复执行步骤S2；S4、判断待发送数据的成员节点与其对应的目标簇头节点之间是否存在中间成员节点，若存在：筛选待发送数据的成员节点与其对应的目标簇头节点之间的最优通信链路，并控制待发送数据的成员节点通过最优通信链路将其数据传输至对应的目标簇头节点。本发明解决了现有方法无法确保在数据传输过程中节点之间建立有效的通信链路的问题。

主权项：1.一种工业环境下面向通信受限物联网节点的数据汇集方法，其特征在于，所述方法包括：S1、给定节点数据集和预设参数，其中，所述节点数据集中包含监测区域内所有传感器节点，所述预设参数包括节点覆盖半径R、节点覆盖率C以及初始簇头个数K；S2、基于给定的所述节点数据集和预设参数，使用K-medoids聚类算法将所述节点数据集中的所有传感器节点划分为K个簇，其中，所得到的每个簇中均包含一个目标簇头节点和若干成员节点；S3、基于所述K个簇中所覆盖的所有传感器节点的数量，计算所述K个簇的总节点覆盖率C′，并比较所述K个簇的总节点覆盖率C′与给定的节点覆盖率C：若所述K个簇的总节点覆盖率C′大于给定的节点覆盖率C，则执行步骤S4，若所述K个簇的总节点覆盖率C′小于或等于给定的节点覆盖率C，则将给定的初始簇头个数K加一，并重复执行步骤S2；S4、判断待发送数据的成员节点与其对应的目标簇头节点之间是否存在中间成员节点，若存在：计算所述待发送数据的成员节点到达其对应目标簇头节点的路径上的所有相邻传感器节点之间的信噪比，以筛选所述待发送数据的成员节点与其对应的目标簇头节点之间的最优通信链路，并控制所述待发送数据的成员节点通过所述最优通信链路将其数据传输至对应的目标簇头节点；其中，计算所述待发送数据的成员节点到达其对应目标簇头节点的路径上的所有相邻传感器节点之间的信噪比，具体包括：S41、使用对数距离路径损失模型描述相邻传感器节点之间无直射路径情况下的信号传播，并计算所述对数距离路径损失模型的路径损失，即： 式4中：PLd表示信号传播距离d处的路径损失；PL0表示参考距离d0处的路径损失，参考距离d0通常取为1米；n表示路径损失指数，通常取决于环境条件；Xf表示环境衰减因子；S42、计算每个传感器节点的天线增益，即： 式5中：Gh表示传感器节点的天线增益；Ae表示天线的等效孔径面积，以平方米为单位；λ表示信号的波长；S43、基于所述对数距离路径损失模型的路径损失以及每个传感器节点的天线增益，计算相邻传感器节点之间的信噪比，即：SNRdB＝PLd+Gh-N6；式6中：SNRdB表示相邻两个传感器节点之间的信噪比；N表示噪声水平；若不存在：控制所述待发送数据的成员节点直接将其数据传输至对应的目标簇头节点。

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