[發(fā)明專利]一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110445380.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102448139A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳霞;龍承志;向滿天;虞貴財(cái);羅建平;鄒文生;曾長(zhǎng)清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/10
• 分類號(hào): H04W40/10;H04W52/04
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

1.一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于，包括：

節(jié)點(diǎn)確定自己與sink節(jié)點(diǎn)的距離；

節(jié)點(diǎn)估算自己的能量能不能當(dāng)選簇頭；

能參與簇頭競(jìng)爭(zhēng)的節(jié)點(diǎn)參與簇頭競(jìng)爭(zhēng)，不能的則直接成為普通節(jié)點(diǎn)；

簇頭之間通過(guò)信息交互的方式確定下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；

非簇頭節(jié)點(diǎn)加入簇；

簇頭根據(jù)收到加入簇的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，安排時(shí)隙給加入本簇的節(jié)點(diǎn)；

數(shù)據(jù)傳輸；

重復(fù)步驟2至步驟7，直至所有節(jié)點(diǎn)能量耗盡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述的步驟1中，節(jié)點(diǎn)首先確定自己與sink節(jié)點(diǎn)距離的步驟是：(a)節(jié)點(diǎn)一旦部署，就不再改變其位置，sink節(jié)點(diǎn)以最大功率廣播位置信息，以使得所有節(jié)點(diǎn)都收到其廣播信息，廣播信息里包含了sink節(jié)點(diǎn)的位置信息和以sink節(jié)點(diǎn)圓心的一系列的同心圓，以sink節(jié)點(diǎn)的同心圓的最外層為第一層同心圓，最外層旁邊的為第二層同心圓，以此類推；(b)傳感器節(jié)點(diǎn)收到廣播信息之后，確定其與sink節(jié)點(diǎn)的距離，并確定其在以sink為圓心的同心圓的層數(shù)；(c)節(jié)點(diǎn)在確定其與sink節(jié)點(diǎn)的距離之后，將該距離進(jìn)行保存。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述的步驟2中，節(jié)點(diǎn)估算自己的能量能不能當(dāng)選簇頭的步驟是：(a)節(jié)點(diǎn)首先估算成為簇頭節(jié)點(diǎn)之后，維持一輪所需消耗的能量，在此簇內(nèi)成員個(gè)數(shù)估算方法是，存活節(jié)點(diǎn)總數(shù)與最佳簇頭個(gè)數(shù)的商，其中最佳簇頭個(gè)數(shù)為存活節(jié)點(diǎn)總數(shù)與最佳簇頭概率相乘的值；(b)節(jié)點(diǎn)所剩能量比步驟(a)里所估算的需消耗的能量多，則可參與簇頭競(jìng)選。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述的步驟3中，節(jié)點(diǎn)參與簇頭競(jìng)爭(zhēng)的步驟是：(a)可參與簇頭競(jìng)選的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)；(b)節(jié)點(diǎn)將產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)與一個(gè)閾值相比較，該閾值為

其中G是近1/p輪中沒(méi)有當(dāng)選為簇頭節(jié)點(diǎn)的集合，r為當(dāng)前輪數(shù)，p為最佳簇頭概率；(c)如果隨機(jī)數(shù)比閾值小，則成為簇頭節(jié)點(diǎn)并以一定功率廣播成為簇頭節(jié)點(diǎn)的信息，否則成為普通節(jié)點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述的步驟4中，簇頭之間通過(guò)信息交互的方式確定下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的步驟是：(a)第i層同心圓里的簇頭在延時(shí)T*(i-1)后以一定發(fā)送功率發(fā)送尋找下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的信息，其中T為最小延時(shí)單位，i為第i層得同心圓；(b)收到尋找下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)信息的簇頭節(jié)點(diǎn)，先將發(fā)送尋找下一跳節(jié)點(diǎn)的簇頭到sink節(jié)點(diǎn)距離與自己到sink節(jié)點(diǎn)的距離進(jìn)行比較，若自己到sink節(jié)點(diǎn)的距離較近，則進(jìn)入下一步驟，否則不作任何處理；(c)該簇頭節(jié)點(diǎn)判斷自己的能量在支持自己簇內(nèi)工作基礎(chǔ)上，能夠有剩余能量支持該次轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，則發(fā)送同意成為下跳路徑的信息；(d)若一定時(shí)間內(nèi)，第i層簇頭節(jié)點(diǎn)沒(méi)有收到能夠轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的信息，則加大發(fā)送功率發(fā)送尋找下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的信息，重復(fù)步驟(b)至(d)，直至最后的簇頭節(jié)點(diǎn)的下一跳是sink節(jié)點(diǎn)；(e)廣播成為簇頭信息，該信息里包括自己位置信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述的步驟5中，非簇頭節(jié)點(diǎn)加入簇的步驟是：(a)普通節(jié)點(diǎn)接收簇頭廣播信息；(b)根據(jù)接收信息，計(jì)算出自己與這些簇頭之間的距離；(c)根據(jù)距離判斷哪個(gè)簇頭更近；(d)加入簇頭離自己最近的簇，并發(fā)送加入信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述的步驟6中，簇頭根據(jù)收到加入信息，安排時(shí)隙給加入本簇的節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的步驟是：(a)簇頭收到普通節(jié)點(diǎn)發(fā)送的要求加入簇的信息；(b)根據(jù)收到的簇成員節(jié)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)為其分配時(shí)隙，并廣播，之后普通節(jié)點(diǎn)即可以分配好的時(shí)隙里向簇頭傳輸信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述的步驟7中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟襟E是：(a)非簇頭節(jié)點(diǎn)在簇頭為其分配好的時(shí)隙里傳送數(shù)據(jù)至簇頭節(jié)點(diǎn)；(b)簇頭節(jié)點(diǎn)在收齊了普通節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)數(shù)據(jù)之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合；(c)簇頭節(jié)點(diǎn)按照確定了的下一跳將數(shù)據(jù)發(fā)送至sink節(jié)點(diǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分層的無(wú)線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述的步驟8中，完成了一輪的數(shù)據(jù)傳輸之后，重復(fù)步驟2至步驟7，直至所有節(jié)點(diǎn)能量耗盡。