摘要：针对无线传感器网络分簇结构中簇头节点能量消耗过快而容易死亡的问题，提出了一种适合于水稻田监测的混合天线组网通信的能量异构双簇头分簇路由算法。首先估算全网平均剩余能量确定阈值，根据阈值选择主簇头；然后依据节点向主簇头节点发送应答信号强弱的原则，确定簇成员节点；最后，按照簇内成员节点剩余能量大小，选择一个副簇头。副簇头负责收集并融合簇内其他成员节点的数据，从而减轻主簇头的能量消耗，降低主簇头的死亡概率。采用能量异构网络对本算法进行仿真，网络节点初始总能量的平均值与同构网络节点初始能量相等，结果显示，该算法异构网络相对于LEACH （low-energy adaptive clustering hierarchy）算法同构网络的稳定周期延长了12.1%。采用无线通信模块nRF905射频芯片和TDJ-0825BKM1定向天线，在水稻田进行混合天线通信试验，测试了定向天线水平覆盖范围；在此基础上的网络模拟试验结果表明，基于该算法的通信网络稳定周期比值相比于LEACH、LEACH-E （LEACH-energy adaptive and uneven cluster）、DEEC （design of energy efficient clustering）、EADC （energy aware data-gathering cluster-heads）4种算法分别提高了46%、47%、58%、11%。该研究可为大面积水稻田无线传感器网络组网进行环境参数实时监测提供理论参考。

关键词：无线传感器网络 算法 路由 能量异构 双簇头 

单位：华南农业大学工程学院; 广州510642; 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室; 广州510642; 广东工程职业技术学院; 广州510520