[發明專利]物聯網末端數據采集路由方法

有效

• 申請號: 201110209653.7
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102231891A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 馬禮;張永梅;王凱峰;杜春來;李爭平;馬東超
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W40/02
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

技術領域

本發明屬于電通信技術領域，特別涉及一種物聯網末端數據采集路由方法。?

背景技術

無線傳感器網絡規模大，隨機分布，節點的計算存儲及通信能力有限，此外傳感器網絡以電池供電，其攜帶能量也有限，因而傳感器節點通信路由協議應主要圍繞減少路由維護消耗，延長網絡生命周期而設計。?

泛洪協議是一種傳統的無線通訊路由協議，每個節點接受來自其他節點的信息，并以廣播的形式發送給其他鄰居節點。這個協議容易引起信息的內爆和重疊，造成資源的浪費。?

Gossiping協議是在泛洪協議的基礎上進行改進而提出的。它傳播信息的途徑是通過隨機的選擇一個鄰居節點，獲得信息的鄰居節點以同樣的方式隨機的選擇下一個節點進行信息的傳遞。這種方式避免了以廣播形式進行信息傳播的能量消耗，但其代價是延長了信息的傳遞時間。雖然Gossiping協議在一定程度上解決了信息的內爆，但是仍然存在信息的重疊現象。而且這種方式帶來的另一個問題是端到端的延遲可能增加。?

定向擴散協議的缺點是節省能耗的同時會導致整個網絡節點的能耗不均衡，使得這條最低功耗路徑上的節點過早死亡，從而導致整個網絡壽命過早結束。?

LEACH協議的主要思想是通過隨機選擇簇頭節點，平均分擔無線傳感器網絡的中繼通訊業務來達到平均消耗傳感器網絡中節點能量的目的，進而可以延長網絡的生命周期。這樣雖然有利于網絡能量的均衡，但卻制約了網絡的可擴展性，網內節點需要具備同等能力，如若與外網交互，則需要每個節點都具備同外網通信的能力，加大了網絡的成本開銷。?

現有的無線傳感器網絡路由協議不能很好的解決網絡信息的內爆和重疊問題，造成資源的浪費，并且路由維護往往基于表驅動的形式，開銷較大；又或者是基于簇頭自動選取進行分層次路由管理，雖然避免了重疊問題，但簇頭的選取，成簇的過程往往需要產生較大能源消耗，并且相對更為復雜，為均衡能量簇頭需要不斷變化，帶來選簇頭的額外開銷。?

發明內容

本發明提供了一種物聯網末端數據采集路由方法，解決了在無線傳感器網絡的構成及路由維護過程中的信息重疊與額外開銷，從而最大程度減少了路由維護數據量，減少能源消耗。?

技術內容如下：?

一種物聯網末端數據采集路由方法，包括：?

廣播網絡建立幀，當節點接收到網絡建立幀后開始建立路由，將簇頭節點的初始層次設為1，其他節點的初始層次設置為0；將節點攜帶的層次號lev1、源地址src以及目的地址dst賦給其內部相應的寄存器；?

判斷所述節點自身層次，當所述節點自身層次為0時，所述節點發送回復幀給父節點，并進行運算處理轉發路由建立幀，所述父節點收到子節點的路由回復幀。?

進一步：當所述父節點沒有收到子節點的回復幀，則所述父節點發送路由維護幀，并置邊沿標記。?

進一步：當所述節點處于簇內網絡的邊緣時，所述節點作為邊緣節點沒有子節點，所述邊緣節點收不到子節點的回復，將所述邊緣節點予以標記，用于路由維護。?

進一步：節點發送回復幀給父節點，建立路由建立幀，所述路由建立幀內部信息替換為當前節點的地址及層次號，所述節點轉發路由建立幀給子節點。?

進一步：判斷所述節點自身層次時，判斷層次不為0的所述節點之間的關系；當所述節點自身層次不為0時，判斷層次不為0的節點之間的關系。?

進一步：所述節點包括簇頭節點，所述簇頭節點為嵌入式系統，所述簇頭節點內置SQLite數據庫。?

進一步：當所述節點接收到網絡建立幀時，將比較自身層次號與接收到的層次號，如果自身層次號大于所述接收到的層次號，則該網絡建立幀所屬節點是自身的父級節點；如果自身節點層次號與接收到的層次號相等，則該節點為其兄弟節點，每個節點只對層次小于自身的網絡建立幀進行處理。?

技術效果如下：?

1、本發明可以解決傳統泛洪帶來的信息內爆、重疊問題，解決了在無線傳感器網絡的構成及路由維護過程中的信息重疊與額外開銷，從而最大程度減少路由維護數據量，減少能源消耗的技術問題。?

2、本發明與現有的基于自動選取簇頭的分層網絡路由協議不同，本發明采用固定簇頭內嵌GPRS模塊與公網結合的形式，將簇與簇之間通過公網融合起來，有效的解決了成簇過程帶來的額外消耗，同時拓展了無線傳感器網絡的應用范圍，使之可以通過公網實現遠程交互與控制。?