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龙图腾网获悉北京工商大学申请的专利一种增强网络抗毁性的环境融合路由方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116489737B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310407264.8，技术领域涉及：H04L45/00；该发明授权一种增强网络抗毁性的环境融合路由方法是由孙茜;羊峰波;王小艺;许继平;张慧妍;王立;于家斌;赵峙尧;胡文哲设计研发完成，并于2023-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种增强网络抗毁性的环境融合路由方法在说明书摘要公布了：本发明提出了一种增强网络抗毁性的环境融合路由方法。无线传感器网络的主要工作是利用传感器节点采集监测数据，并将数据传输至汇聚节点。多数情况下无线传感器网络被部署在无人值守的监测环境中，外部环境的动态变化会对网络的性能造成影响，极大影响网络的抗毁性。本发明首先建立环境影响模型，根据传感器因环境因素变化导致传感器工作性能相应降低的现象进行数学建模，得出环境因子。其次，在数据汇聚阶段：将环境因子引入到选取簇头的概率计算公式中，使得环境优的节点当选成簇头的概率更高。在数据路由阶段：通过人工势场法进行路径规划，将恶劣环境作为斥力场，距离汇聚的距离和节点的能量作为引力场，构建出合势场模型。

本发明授权一种增强网络抗毁性的环境融合路由方法在权利要求书中公布了：1.一种增强网络抗毁性的环境融合路由方法，其特征在于： 以最为常见的温度为例，针对环境对传感器节点的影响进行数学建模，传感器节点有一个正常工作的温度范围，在超高温或超低温下其无法正常工作；当环境温度离开这个正常工作的温度范围时，传感器节点的工作性能会相应的下降，因此，定义环境影响因子Ui,如公式1所示： 其中，A，B，C，a，b，c如公式2所示： 其中，Ui为传感器节点i的环境影响因子，[TL,TH]为节点正常工作范围，[Tmin,Tmax]为节点生存范围；如果节点i所处环境的温度Ti在[TL,TH]范围内，可认为节点i的工作性能不受环境影响，环境因子Ui设为1；反之，节点i的工作性能受到环境的影响而相应降低；如果节点i所处环境的温度Ti在[Tmin,Tmax]范围外，可认为恶劣的环境使节点i彻底失效，环境因子Ui设为0； 影响节点正常工作的环境因素很多，如温度湿度风力电磁干扰等；传感器节点不仅可以通过自身的感知模块轻松的获取到其周围的某一环境信息，还可以通过相邻节点间的信息交换获得相邻区域的多种环境信息；因此，有必要建立综合环境因子以准确表征出现实的监测环境；假设监测环境中共受到q种环境因素影响，即存在q个环境因子Uαi,α＝1,2…,q；对于某个节点i来说，它的综合环境因子，如公式3所示： 如果节点i的多种环境因子都很低时，则其综合环境因子更低，说明该区域受到多种恶劣环境因素的影响，为危险区域；如果某个环境因子为0时，则其综合环境因子为0，该区域被视为禁区，该节点不能作为下一跳；反之，若多种环境因子都很高时，则其综合环境因子很高，说明该区域环境良好，为正常区域； 在数据汇聚阶段，根据每个节点的剩余能量、环境因子和网络平均能量的比值以概率的方式来选择簇头；初始能量和剩余能量高的节点比能量低的节点当选簇头的概率更大，环境因子高的节点比低的节点当选簇头的概率更大； 在异构网络中，假设监测环境中共受到q种环境因素影响，即存在q个环境因子Uαi,α＝1,2…,q；对于某个节点i来说，它的综合环境因子如公式3所示；将环境因子引入到选取簇头的概率计算公式当中，使得处于环境优的节点当选簇头的概率更高；网络中节点当选簇头的概率计算方法，如公式4所示： 式中，Eir为第r轮节点i的剩余能量，表示第r轮网络平均能量，可由公式5得到： 具有更多能量的节点有更多的机会成为簇头，因此，网络的能量在工作过程中消耗均衡；若节点i的综合环境影响因子Umi等于0时，说明该节点所处环境恶劣，恶劣的环境使节点无法正常工作，所以该节点当选簇头的概率Pi为0；若Umi等于1时，说明该节点所处环境优良，环境因素不会对节点造成影响；若Umi∈0,1时，Pi与Umi是正相关关系，Umi越大，Pi越大，相反地，Umi越小，Pi越小；由于异构网络中各个节点的初始能量和所处环境不同，从而各个节点成为簇头的概率不同，节点成为簇头的概率Pi与阈值Yi之间的关系如式6所示： 式中，G代表网络中还未当选过簇头的节点集合，i为节点编号，i∈[1,N]；当节点i∈G时，在每一轮r中，当节点i发现它有资格成为簇头时，它会在0和1之间选择一个随机数，如果该数字小于阈值Yi，则该节点成为本轮的簇头；由此，可实现网络能量的均衡化并提高了网络在恶劣环境下的生存能力； 在数据路由阶段，基于传感器节点到汇聚的距离，剩余能量和环境信息参数的融合来表征势场，通过叠加距离场，剩余能量场和环境场来生成用于数据传输的综合势场； 首先，构建节点感知的环境因子，如公式1所示，因恶劣的环境会对节点产生不良影响，所以将环境场设为排斥力场，为保证在数据传输过程中避开危险区域，环境场产生的排斥力随着环境因子减小而增大；环境斥力场如公式7所示： 式中，UHi是节点i的环境排斥力场，Ui为节点i的环境影响因子；排斥力就是排斥力场对Ti的导数，Ti为节点i所处区域的环境因素值；因为是排斥力所以取负值，如公式8所示： 式中，A，B，a，b如公式2所示；因此，环境越恶劣对数据包产生的排斥力就越大，数据传输避免穿过危险区域，保证传输路径的安全； 假设监测环境中共受到q种环境因素Tαi,α＝1,2…,q影响，即存在q个环境因子Uαi,α＝1,2…,q,对于某个节点i来说，它的综合环境场，如公式10所示： 显然，对于某个节点i来说，它的综合环境排斥力为环境场对环境因素值的求导，如公式11所示： 式中，Uαi为节点i受到第α种环境影响的影响因子,Tαi是节点i受到第α种环境影响的影响因素值，FHmi为节点i的综合环境排斥力； 其次，建立吸引力场；无线传感器网络以数据传输为中心，所有节点监测到的数据都要传送至汇聚节点；因此，汇聚节点对监测到的数据产生吸引力，引导数据向其传输，数据最终传输至汇聚节点；为了使网络能耗均匀、延长网络生命周期，能量高的节点对数据产生吸引力，引导数据向其传输；综上，距离场和剩余能量场被视为吸引力场； 为保证距离汇聚节点较远的节点监测数据也能顺利传输至汇聚节点，距离场产生的吸引力随着距离增大而增大，构建距离吸引力场如公式12所示： 式中，UDi是节点i的距离吸引力场，k是距离尺度因子，Dis表示节点i与汇聚节点的距离；距离吸引力就是距离吸引力场对距离的导数，如公式13所示： 距离汇聚节点越远的节点受到的吸引力就越大，因此节点监测的数据最终都传送至汇聚节点；当网络能量被均匀消耗时，可提升能量的利用率，极大地延长网络的生命周期；为使网络能量消耗均衡，能量场产生的引力与节点能量是正相关关系，能量越高的节点受到的引力越大，承担更多的转发任务；因此，构建的能量引力场如公式14所示： 式中，UEi是能量引力场，l是能量尺度因子，Ei表示节点i的剩余能量；能量引力就是能量引力场对能量的导数，如公式15所示： 剩余能量越多的节点受到的引力就越大，因此在数据传输过程中会选择剩余能量高的节点作为下一跳，以此平衡网络能量消耗，增强网络抗毁性；基于传感器节点到汇聚节点的距离，剩余能量和环境因素的融合来表征势场，最后通过叠加距离场，剩余能量场和环境场来生成用于数据传输的综合势场；综合势场就是斥力场和引力场的叠加，如公式16所示： USi＝UHmi+UDi+UEi16 合势力就是斥力和引力的叠加，如公式17所示： FSi＝FHmi+FDi+FEi17 在合势力的引导下数据可以避开危险区域安全的传输至汇聚节点，增强了网络在恶劣环境下的抗毁性。

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