[發明專利]大規模無線傳感器網絡路由的實現方法

無效

• 申請號: 201210055654.5
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102638862A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 陳靖;羅樵;孫璐;李衛華;陳愛網;蔣華;黃聰慧;張黎
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種大規模無線傳感器網絡路由的實現方法，其特征在于：包括以下算法：

(1)P2P網絡覆蓋層構建算法：在WSN物理拓撲的基礎上，按照改進的LEACH協議輪換選擇機制選舉出簇首，構建P2P網絡覆蓋層；

(2)多路徑路由產生算法：運行基于DHT的路由算法，負責在簇首與Sink節點間產生多路徑路由，保障離Sink節點較遠的簇首節點能夠通過多跳的方式發送信息，提供對大規模無線傳感器網絡應用的支持；

(3)最小能耗路徑選擇算法：在P2P網絡覆蓋層的基礎上，負責從多路徑路由中選擇最小耗能的路經向Sink節點發送信息，保障簇首節點能耗的均衡，提高大規模WSN網絡的平均生命周期；

(4)路由查詢算法：路由查詢過程中啟用節點路由緩存，將查詢到的路由信息逐步存入本地路由緩存；

(5)路由維護算法：路由維護負責當節點加入時，系統為它分配相應的坐標空間，當節點退出時，系統保證空出的區域能量移交給剩余節點。

2.根據權利要求1所述的一種大規模無線傳感器網絡路由的實現方法，其特征在于：算法(1)包括以下步驟：

步驟(1)：每個節點計算自己的當前剩余能量和初始能量，向其它節點廣播其能量信息，并記錄接收到的網絡中其它節點的能量信息；

步驟(2)：節點判斷自己剩余能量是否已經小于初始能量的一半，進入步驟(3)；否則，進入步驟(4)：

步驟(3)：節點通過計算自己與Sink節點的相對距離，結合自己所剩的能量狀況，解出T(n)值，選舉出離Sink節點較近且剩余能量較多的節點成為簇首；

步驟(4)：節點通過計算自己的剩余能量與初始能量比率，解出T(n)值，選舉出剩余能量較多的節點成為簇首；

步驟(5)：簇首通知網絡中其余節點自己被選為簇首；

步驟(6)：非簇首節點按照先前設置好的參考值，例如信噪比、接收信號強度等，來決定它所要加入的簇，并告知相應的簇首；

步驟(7)：簇首記錄簇內節點的數量，當簇內節點數達到預先規定的最大值Nmax時(Nmax＝K/N，K為每輪通信中簇首的數量，N為網絡中剩余節點的數量)，簇首以廣播方式發送“飽和”信息。收到此信息后，尚未加入該簇的節點將選擇其它簇加入；

步驟(8)：簇首根據簇內節點信息產生一個時分多址(TDMA)的方案，分配一個通信時隙給每一個簇內的節點。若簇內節點想給簇首傳送分組，必須等到自己的時隙；

步驟(9)：將簇首與Sink節點的MAC地址按照CAN的散列算法產生d維的笛卡爾空間，構建P2P網絡覆蓋層。簇首門限值T(n)的計算方法如下：

T(n)=P1-P(rmod1P)×EpresentEinitial,n∈G∩Epresent≥12EinitialP1-P(rmod1P)×EpresentEinitial×Dfrthest-DnDfarthest,n∈G∩Epresent<12Einitial]]>

其中E_present表示節點當前剩余的能量，而E_initial表示節點的最初能量，這樣做的目的是為了讓當前能量較高的節點成為簇首的概率增大；D_farthest表示離Sink節點最遠的節點與Sink節點間的距離，D_n表示當前節點與Sink節點間的距離。