[發明專利]一種基于定位信息的無線傳感器網絡構建方法

有效

• 申請號: 201210379503.5
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102883333A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王曉喃
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W40/02;H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

1.一種基于定位信息的無線傳感器網絡構建方法，其特征在于，所述無線傳感器網絡包括三類節點：網關節點，骨干節點和一般節點；

其中，網關節點為連接無線傳感器網絡和互聯網的接入路由器；骨干節點用于執行路由轉發功能，其傳輸半徑為r；一般節點不執行路由轉發功能，其傳輸半徑為r’；且半徑r和半徑r’之間有如下關系，如下述公式所示：

r=2·r′,]]>

所述無線傳感器網絡區域劃分為多個正方形子區域，每個子區域的面積為r×r并由坐標(x,y)唯一標識；

一個無線傳感器網絡中只有一個網關節點，一個子區域中只有一個骨干節點，網關節點與無線傳感器網絡內所有的骨干節點形成路由骨干網；路由骨干網的拓撲結構為樹狀結構，網關節點為樹的根節點，一般節點與互聯網節點通信時，首先將數據發送給所在子區域的骨干節點，然后由骨干節點通過樹狀路由骨干網將數據發送到互聯網；

網關節點、骨干節點以及一般節點具有網絡唯一性的ID值，且定期在一跳范圍內廣播信標消息；網關節點的信標消息負載為空；一般節點的信標消息負載為其所在子區域的坐標以及其一跳范圍內且在相同子區域的鄰居節點數；骨干節點的信標消息負載包括所在子區域的坐標、父節點所在子區域坐標、所在樹狀結構的深度以及一跳范圍內且在相同子區域的鄰居節點數；如果骨干節點沒有加入到樹狀結構，設定其深度為-1且父節點所在子區域的坐標為（-1，-1）；

骨干節點和一般節點根據收到的信標消息來獲取本區域的鄰居節點數。

2.根據權利要求1所述的一種基于定位信息的無線傳感器網絡構建方法，其特征在于，初始狀態下，所有節點都設定為一般節點，當一般節點獲取所在子區域的鄰居節點數后，通過下述過程選舉所在子區域的骨干節點：

步驟301：開始；

步驟302：一般節點X檢測所有相同子區域內一般節點廣播的信標消息；

步驟303：判斷一般節點X的鄰居節點數是否大于相同子區域內其他一般節點的鄰居節點數，如果是，進行步驟305，否則進行步驟304；

步驟304：判斷一般節點X的鄰居節點數是否不小于相同子區域內其他一般節點的鄰居節點數目，且它的ID值比其他具有相同鄰居節點數的節點的ID值更小，如果是，進行步驟305，否則進行步驟307；

步驟305：一般節點X將自己標記為骨干節點X，同時將傳輸半徑更改為r；

步驟306：同一子區域的一般節點收到骨干節點X的信標消息后，記錄下骨干節點X的ID值，進行步驟308；

步驟307：一般節點X等待骨干節點的信標消息；

步驟308：結束。

3.根據權利要求2所述的一種基于定位信息的無線傳感器網絡構建方法，其特征在于，骨干節點選舉成功后，保持接收其他骨干節點的信標消息；如果骨干節點收到多個其他骨干節點的信標消息，則計算多個其他骨干節點的優先級并選擇優先級最高的骨干節點作為父節點，同時記錄下父節點所在子區域的坐標以及自己所在樹的深度值；

骨干節點的優先級算法包括：

1）如果骨干節點X所在樹的深度值為正值且小于骨干節點Y的值，則骨干節點X的優先級高于骨干節點Y；

2）如果骨干節點X與骨干節點Y所在樹的深度值相同，則比較它們所在子區域的鄰居節點數，如果骨干節點X的鄰居節點數大于骨干節點Y的鄰居節點數，則骨干節點X的優先級高于骨干節點Y；

3）如果骨干節點X所在樹的深度值以及鄰居節點數均等于骨干節點Y，則比較它們的ID值，如果骨干節點X的ID值小于骨干節點Y，則骨干節點X的優先級高于骨干節點Y。