[發明專利]一種下一代無線傳感器網絡路由通信的實現方法

有效

• 申請號: 201310446093.6
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103476088A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王曉喃
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: H04W40/20
• 分類號: H04W40/20;H04W84/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及一種路由通信的實現系統，尤其涉及的是一種下一代無線傳感器網絡路由通信的實現方法。

背景技術

隨著無線傳感器網絡的廣泛應用及基于IPv6互聯網絡的成熟和發展，下一代無線傳感器網絡已成為未來發展的必然趨勢。隨著用戶對移動業務需求的不斷增長，下一代無線傳感器網絡只有提供良好的移動性支持，才能使其獲得更大地應用空間。目前，IPv6中典型的路由通信協議應用到下一代無線傳感器網絡中還存在一些問題，主要原因為如下：

1）現有路由通信中，移動傳感器節點需要發送和接收大量的控制信息來確保移動過程中的通信暢通，減少數據包的丟失，而傳輸控制信息會消耗大量的能量，這會大幅度縮減傳感器節點的壽命；

2）現有路由通信協議都是基于網絡層實現的，即每個控制信息數據包都需要包括IPv6包頭，這對資源有限的傳感器節點來說會造成不小的開銷，同樣會縮短傳感器節點的壽命。

因此針對資源有限的下一代無線傳感器網絡需要建立一種低開銷的路由通信方法。

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，提供一種下一代無線傳感器網絡路由通信的實現方法。

技術方案：本發明公開了一種下一代無線傳感器網絡路由通信的實現方法，其特征在于，所述無線傳感器網絡包括全功能節點和部分功能節點兩類傳感器節點；所述無線傳感器網絡劃分為兩個以上二維的正方形邏輯區域，每個邏輯區域的面積為l×l平方米，每個邏輯區域由坐標（x,y）標識，其中l為正整數，x，y為非負整數；傳感器節點通過它的定位坐標(Lx,Ly)計算它所在邏輯區域的坐標（x,y），如公式（1）和公式（2）所示；

位于一個邏輯區域內的傳感器節點組成一個簇，其中，簇首節點為固定的全功能節點，簇內節點為可移動的部分功能節點，同一時刻，一個邏輯區域內只有一個簇首節點；簇首節點具有兩個通信半徑，一個是用于與本簇簇內節點進行通信的半徑r，另一個是用于與其他簇首節點進行通信的半徑R，其中，l，r和R的關系如公式(3)和（4）所示，n為正整數；無線傳感器網絡通過接入路由器與下一代互聯網相連，接入路由器與邏輯區域(0,0)的簇首節點直接通信；采用兩個通信半徑的原因在于，由于簇首節點為全功能節點，因此資源較豐富，采用R進行通信以降低通信延遲，而簇內節點為部分功能節點，資源受限，因此采用r進行通信以節省能量。

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R=n·r????????????????????（4）

n²個邏輯區域組成的正方形構建成一個簇域，其面積為n²×l×l，每個簇域有一個簇域首節點，簇域首節點同時也是簇首節點。

上述體系結構具有如下優點：

1）簇內節點只與當前所在簇簇首節點進行通信，由于簇內節點與所在簇簇首節點為鄰居節點，因此無需建立路由，從而降低了通信代價；

2）簇按照邏輯區域進行劃分，由于邏輯區域由二維坐標標識且邏輯區域的二維坐標在整個無線傳感器網絡區域具有唯一性，因此簇首節點根據簇所在邏輯區域的二維坐標自動配置的IPv6地址無需進行重復地址檢測，降低了傳感器網絡功耗；

3）根據簇首節點的IPv6地址包含所在邏輯區域的二維坐標，因此簇首之間通信無需建立路由，通過地址坐標即可實現通信，從而降低了通信代價；

4）當簇內節點在一個簇內移動時，無需進行移動切換操作，在一個簇域內移動時，只需在簇域內完成移動切換，其他簇域無需參與移動切換操作，從而降低了移動切換代價和延遲。