[發明專利]一種自適應路由方法

有效

• 申請號: 201310027186.5
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103117932A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 楊寧;唐寵;劉強;冷甦鵬;毛玉明
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/751
• 分類號: H04L12/751;H04L12/803;H04L12/761
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于無線傳感器網絡和物聯網技術領域，具體涉及一種自適應優化的層次路由方法。

背景技術

無線傳感器網絡中節點的電能通常是有限的、不可更換的。因此如何在盡可能節約能源前提下，延長網絡的生存時間和增強網絡的穩定性，是無線傳感器網絡路由協議設計的重要目標。目前按照無線傳感器網絡的拓撲結構，可將路由協議分為平面路由協議和層次路由協議兩大類。

在環境監測、智能電網等無線傳感器網絡應用系統中，基站節點相比普通傳感器節點通常具有額外能量供給，而且整個網絡中業務數據流具有明顯的方向性。因此相比平面路由協議，層次路由協議更加適用于此類應用場景。但現有LEACH、PEGASIS、HAR等層次路由協議仍存在一些缺點，導致實際節能效果和部署可行性并不高，如：負載均衡機制上設計不夠完善，某些情況下仍會出現部分節點能量消耗過快的現象；協議可擴展性差，難以滿足節點大范圍高密度部署的網絡場景；組網機制上不夠靈活，難以適應網絡拓撲的動態變化等。

發明內容

鑒于現有技術存在的上述問題，本發明提出一種自適應路由方法，用于延長無線傳感器網絡的生命周期，并使網絡更具魯棒性。

本發明的技術方案為：一種自適應路由方法，具體包括如下步驟：

S1.各節點根據本身能量供給情況設置一個服務容限；

S2.由基站節點發起組網，組網過程中父節點根據自身的負載情況控制子節點的接入；

S3.組網完成后各子節點將感知的業務數據通過父節點逐層轉發給基站節點。

進一步的，上述方法還包括步驟：

S4.每隔一定周期，各節點廣播通告自身的層次及負載信息；

S5.子節點根據父節點和其它備選父節點的層次及負載情況，選擇新的父節點。

作為一種優選方案，父節點根據自身的負載情況控制子節點的接入的具體過程為：當父節點的自身的負載不超過服務容限時，父節點以概率1回應請求，當父節點的自身的負載超過服務容限時，父節點以一定概率回應請求。

進一步的，所述的一定概率的具體計算公式為：其中，l為父節點的自身的負載數量，L_threshold為父節點的服務容限，α為預先設定的第一閾值。

作為一種優選方案，步驟S5所述的選擇新的父節點的具體過程如下：

所述子節點收到鄰居節點通告，若存在層次號小于當前父節點的備選父節點，則從中選擇層次號最小且負載系數最低的備選父節點為新的父節點；若當前父節點層次號為最小，且最小層次上有其余備選父節點負載系數低于當前父節點，則以一概率選擇其中負載最低的備選父節點為新父節點；其余情形維持當前父子關系不變。

進一步的，所述的一定概率的具體計算公式為：