[發(fā)明專利]一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由通信的實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310446093.6
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103476088A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉喃
• 申請（專利權(quán)）人: 常熟理工學(xué)院
• 主分類號: H04W40/20
• 分類號: H04W40/20;H04W84/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華

1.一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由通信的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括全功能節(jié)點和部分功能節(jié)點兩類傳感器節(jié)點；所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分為兩個以上二維的正方形邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域的面積為l×l平方米，每個邏輯區(qū)域由坐標（x,y）標識，其中l(wèi)為正整數(shù)，x，y為非負整數(shù)；傳感器節(jié)點通過它的定位坐標(Lx,Ly)計算它所在邏輯區(qū)域的坐標（x,y），如公式（1）和公式（2）所示；

位于一個邏輯區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點組成一個簇，其中，簇首節(jié)點為固定的全功能節(jié)點，簇內(nèi)節(jié)點為可移動的部分功能節(jié)點，同一時刻，一個邏輯區(qū)域內(nèi)只有一個簇首節(jié)點；簇首節(jié)點具有兩個通信半徑，一個是用于與本簇簇內(nèi)節(jié)點進行通信的半徑r，另一個是用于與其他簇首節(jié)點進行通信的半徑R，其中，l，r和R的關(guān)系如公式(3)和（4）所示，n為正整數(shù)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過接入路由器與下一代互聯(lián)網(wǎng)相連，接入路由器與邏輯區(qū)域(0,0)的簇首節(jié)點直接通信；

r=22·l---(3)]]>

R=n·r?????????????????????（4）

n²個邏輯區(qū)域組成的正方形構(gòu)建成一個簇域，其面積為n²×l×l，每個簇域有一個簇域首節(jié)點，簇域首節(jié)點同時也是簇首節(jié)點；

所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點的IPv6地址由兩部分組成，第一部分是全局路由前綴，一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有傳感器節(jié)點的全局路由前綴都相同，其值等于與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相連的接入路由器的全局路由前綴；第二部分為傳感器節(jié)點ID，它由橫坐標、縱坐標及簇內(nèi)ID三個部分組成，其中，橫坐標為傳感器節(jié)點所在邏輯區(qū)域的橫坐標，縱坐標為傳感器節(jié)點所在邏輯區(qū)域的縱坐標，一個簇中所有傳感器節(jié)點的橫坐標和縱坐標都相同；簇內(nèi)ID唯一地標識一個簇的簇內(nèi)節(jié)點，簇內(nèi)ID在一個簇內(nèi)具有唯一性；傳感器節(jié)點ID在一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中具有唯一性；

接入路由器的傳感器節(jié)點ID為0，簇首節(jié)點的簇內(nèi)ID為1；傳感器節(jié)點ID是傳感器節(jié)點的鏈路地址；

簇首節(jié)點定期在一跳范圍內(nèi)廣播信標幀，信標幀的源鏈路地址為簇首節(jié)點的傳感器節(jié)點ID，信標幀負載為所在簇域的簇域首節(jié)點的鏈路地址；如果簇首節(jié)點沒有加入任何簇域，其信標幀負載為空；簇首節(jié)點通過偵聽鄰居簇首節(jié)點的信標幀獲取鄰居簇首節(jié)點所在邏輯區(qū)域的坐標；

如果簇首節(jié)點H1所在邏輯區(qū)域的坐標為（x1,y1），簇首節(jié)點H2所在邏輯區(qū)域的坐標為（x2,y2），那么簇首節(jié)點H1和簇首節(jié)點H2的權(quán)值比較方法如下：

1）如果x1小于x2，那么簇首節(jié)點H1的權(quán)值小于簇首節(jié)點H2；

2）如果x1大于x2，那么簇首節(jié)點H1的權(quán)值大于簇首節(jié)點H2；

3）如果x1等于x2且y1小于y2，那么簇首節(jié)點H1的權(quán)值小于簇首節(jié)點H2；

4）如果x1等于x2且y1大于y2，那么簇首節(jié)點H1的權(quán)值大于簇首節(jié)點H2；

每個簇首節(jié)點所在邏輯區(qū)域的坐標具有唯一性，任何兩個簇首節(jié)點的權(quán)值都不相同；

如果簇首節(jié)點H收到了簇域首節(jié)點的信標幀，則加入到該簇域首節(jié)點的簇域；否則，簇首節(jié)點H比較自己與其他所有沒有加入到簇域的鄰居簇首節(jié)點的權(quán)值，如果簇首節(jié)點H的權(quán)值最小，那么簇首節(jié)點H發(fā)起簇域建立過程：

步驟101：開始；

步驟102：簇首節(jié)點H向鄰居簇首節(jié)點發(fā)送加入簇域命令幀；

步驟103：沒有加入到簇域的鄰居簇首節(jié)點收到加入簇域命令幀后，判斷自己的權(quán)值是否比發(fā)送加入簇域命令幀的簇首節(jié)點的權(quán)值小，如果是，進行步驟104，否則進行步驟105；

步驟104：沒有加入到簇域的鄰居簇首節(jié)點向簇首節(jié)點H丟棄加入簇域命令幀，進行步驟109；

步驟105：沒有加入到簇域的鄰居簇首節(jié)點向簇首節(jié)點H返回一個加入簇域響應(yīng)命令幀；

步驟106：簇首節(jié)點H判斷收到的加入簇域響應(yīng)命令幀的數(shù)量是否等于其他所有沒有加入到簇域的鄰居簇首節(jié)點的總數(shù)，如果是，進行步驟107，否則進行步驟109；

步驟107：簇首節(jié)點H向所有返回加入簇域響應(yīng)命令幀的鄰居簇首節(jié)點發(fā)送一個加入簇域確認命令幀，同時將自己標識為簇域首節(jié)點H；

步驟108：鄰居簇首節(jié)點收到加入簇域確認命令幀后，記錄所在簇域的簇域首節(jié)點H的鏈路地址；

步驟109：結(jié)束；

如果簇首節(jié)點H建立簇域失敗，那么簇首節(jié)點H等待鄰居簇首節(jié)點發(fā)送新一輪的信標幀；如果簇首節(jié)點H仍然沒有收到任何簇域首節(jié)點的信標幀且它的權(quán)值比所有沒有加入到簇域的鄰居簇首節(jié)點的權(quán)值都小，那么簇首節(jié)點H則重新發(fā)起簇域建立過程。