[發(fā)明專利]一種基于地理位置信息的移動(dòng)sink傳感器網(wǎng)絡(luò)路由方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010154368.5
• 申請(qǐng)日: 2010-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101827420A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程良倫;湯子隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/20
• 分類號(hào): H04W40/20;H04W80/00;H04W84/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種基于地理位置信息的移動(dòng)sink傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議路由方法， 屬于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由方法改進(jìn)。

背景技術(shù)

無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)是在傳統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上引入了音頻，視頻， 圖像等多媒體信息感知功能的一種新型傳感器網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點(diǎn)一般裝備有CMOS 攝像頭，微型麥克風(fēng)以及其他具有簡(jiǎn)單環(huán)境數(shù)據(jù)采集功能的傳感器，它們一般 布設(shè)在無(wú)人值守的環(huán)境中自主完成指定的任務(wù)，是一種敏感的無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)。 與只具有簡(jiǎn)單環(huán)境數(shù)據(jù)采集功能的傳統(tǒng)WSNs相比，WMSNs能感知信息量豐富 的音頻、視頻、圖像等多媒體信息，能實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度，精準(zhǔn)信息的環(huán)境監(jiān)測(cè)，可 廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)可視化監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、安全監(jiān)控、交通監(jiān)控、智能家居、醫(yī) 療衛(wèi)生等領(lǐng)域。

由于多媒體傳感器應(yīng)用的環(huán)境條件復(fù)雜且大多不允許對(duì)“失效”節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電 池更換，其能耗明顯大于傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)。因此，如何節(jié)約各節(jié)點(diǎn)有限的電池 能量并盡力延長(zhǎng)整體網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間成為多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要性能指標(biāo)。 利用移動(dòng)sink的引入可以平衡多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的能量消耗，提高整 個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。移動(dòng)終端具有以下4個(gè)特性：1)具有 廣泛存在的特性；2)與傳感器網(wǎng)絡(luò)之間具有間斷的連通性；3)有空閑的通信 與計(jì)算資源可以利用；4)可充電，相對(duì)充足的電量。因此，關(guān)于如何利用移動(dòng) 終端充當(dāng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)sink并有效地收集傳感數(shù)據(jù)的研究引起了研 究人員越來(lái)越多的重視。

近年來(lái)，對(duì)于移動(dòng)sink的問(wèn)題，已經(jīng)有很多研究成果。其中TTDD(Two-Tier? Data?Dissemination)協(xié)議是支持移動(dòng)sink著名的基于網(wǎng)格的路由協(xié)議。該協(xié)議 利用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)成功的支持了移動(dòng)sink的加入，但是當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)量增大時(shí)，造成 節(jié)點(diǎn)能耗顯著增加。因此，該協(xié)議不能直接應(yīng)用于無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)。ALS 協(xié)議是基于地理信息的支持移動(dòng)sink的路由協(xié)議。該協(xié)議構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)格 結(jié)構(gòu)，sink選擇與其最近的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。但是，當(dāng)出現(xiàn)路由回路的時(shí)候， 會(huì)大量消耗傳感器節(jié)點(diǎn)的能量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于地理位置信息的移動(dòng)sink傳感器網(wǎng)絡(luò)路由方法，該 方法能夠有效地支持移動(dòng)sink而且能夠有效平衡網(wǎng)絡(luò)能耗。

本發(fā)明包括如下技術(shù)特征：一種基于地理位置信息的移動(dòng)sink傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由方法，其特征在于所述路由方法包括如下步驟：

(1)確定合適的錨節(jié)點(diǎn)：

sink節(jié)點(diǎn)通過(guò)廣播詢問(wèn)然后選擇信噪比最強(qiáng)的錨節(jié)點(diǎn)V通信；當(dāng)sink節(jié)點(diǎn) 移動(dòng)，并離開(kāi)前錨節(jié)點(diǎn)V距離H后，sink節(jié)點(diǎn)選擇另外一個(gè)錨節(jié)點(diǎn)V’作為暫時(shí) 通信節(jié)點(diǎn)，然后將V’節(jié)點(diǎn)的位置發(fā)送給V節(jié)點(diǎn)；隨著sink節(jié)點(diǎn)的不斷移動(dòng)，sink 節(jié)點(diǎn)不斷更換暫時(shí)通信節(jié)點(diǎn)V’以便源節(jié)點(diǎn)能夠?qū)?shù)據(jù)傳送至?xí)簳r(shí)通信節(jié)點(diǎn)；

當(dāng)sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到遠(yuǎn)處時(shí)，即sink已經(jīng)無(wú)法與任一一個(gè)節(jié)點(diǎn)直接通信，只 能與錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的距離，sink節(jié)點(diǎn)通過(guò)當(dāng)前通信錨節(jié)V’點(diǎn)發(fā)送停止信號(hào)至 源節(jié)點(diǎn)，告知源節(jié)點(diǎn)停止傳送數(shù)據(jù)，源節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)存在自身的緩存里；

(2)傳送數(shù)據(jù)的路徑建立：

從源節(jié)點(diǎn)開(kāi)始建立傳送數(shù)據(jù)的路徑，推進(jìn)的規(guī)則是每個(gè)節(jié)點(diǎn)總是在其一跳 鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇離目的錨節(jié)點(diǎn)V’距離最近的節(jié)點(diǎn)；在推進(jìn)的過(guò)程中，如果一個(gè) 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)找不到下一跳鄰居節(jié)點(diǎn)時(shí)，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)將回溯到上一跳節(jié)點(diǎn)并標(biāo)記 自身為阻斷節(jié)點(diǎn)，上一跳節(jié)點(diǎn)將尋找另外一個(gè)合適鄰居節(jié)點(diǎn)作為下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點(diǎn)；上述過(guò)程將會(huì)循環(huán)執(zhí)行直到節(jié)點(diǎn)找到合適的路徑傳送數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，在確定合適的錨節(jié)點(diǎn)時(shí)，隨著sink節(jié)點(diǎn)的不斷移動(dòng)，當(dāng)源節(jié)點(diǎn) 到最后一個(gè)暫時(shí)通信錨節(jié)點(diǎn)V’的距離h與sink節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)V_n的距離h’相比較， 如果h’＜h，那么sink節(jié)點(diǎn)就只與V通信，直到源節(jié)點(diǎn)獲得V_n的地理位置信息， 才選擇V_n作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明的路由方法通過(guò)確定合適的錨節(jié)點(diǎn)和傳送數(shù)據(jù)的路徑建立步驟，設(shè) 計(jì)了一種基于地理位置信息的移動(dòng)sink路由協(xié)議。該協(xié)議能夠有效地支持移動(dòng) sink而且能夠有效平衡網(wǎng)絡(luò)能耗。還在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中加入錨節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)sink能夠 通過(guò)錨節(jié)點(diǎn)確定源節(jié)點(diǎn)的位置。源節(jié)點(diǎn)利用基于地理信息的路由協(xié)議先將數(shù)據(jù) 傳送至錨節(jié)點(diǎn)，再由錨節(jié)點(diǎn)傳送至sink節(jié)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明