[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
地址：	215500 江蘇省蘇州市常熟市***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于定位信息無線傳感器網絡構建方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種網絡構建方法，尤其涉及的是一種基于定位信息的無線傳感器網絡構建方法。

背景技術

隨著無線傳感器網絡的不斷成熟和發展，如何構建無線傳感器網絡已經成為一種迫切需要解決的關鍵問題。無線傳感器網絡具有以下優勢：

（1）成本低，體積小，易于布置和攜帶，可以廣泛應用于農業和環境監測等領域；

（2）傳感數據較少，傳輸功率較低；

（3）可以應用于人類無法工作的危險環境。

由于無線傳感器網絡資源有限，因此構建無線傳感器網絡的主要問題是如何減少功耗，延長無線傳感器網絡壽命。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種基于定位信息的無線傳感器網絡構建方法。

技術方案：本發明公開了一種基于定位信息的無線傳感器網絡構建方法，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。

通過上述無線傳感網絡體系結構，可以實現骨干節點的最小化。由于只有骨干節點實現路由，因此可有效減少路由路徑長度，從而降低路由代價和延遲。同時也增強了網絡拓撲結構的穩定性，進而降低了路由更新代價和延遲。一般節點和骨干節點采用不同的傳輸半徑，從而降低一般節點的功耗，延遲網絡壽命。

本發明所述方法中，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。

由于無線傳感器網絡中的骨干節點的產生過程可以同時進行，因此大大縮短了網絡構建的延遲，進而降低了丟包率，減少了網絡構建的代價。