[發明專利]一種基于傳輸方向的無線傳感器網絡路由方法及裝置

有效

• 申請號: 201310471447.2
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103596239A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 劉晨;陳曉江;金夢;黃駿杰;尹小燕;房鼎益;趙暉;屈超;聶衛科;邢天璋;陳峰;段任
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H04W40/12
• 分類號: H04W40/12;H04W84/18
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

1.一種基于傳輸方向的無線傳感器網絡路由方法，其特征在于，該方法通過不斷調整無線傳感器路由節點的傳輸方向實現當前發送節點到目的節點信息的傳輸，包括以下步驟：?

步驟一，轉發候選集方向夾角確定：?

步驟S10，以目的節點的坐標點為圓心，以R為半徑確定一個圓，所述的R為20m；?

步驟S11，從當前發送節點向步驟S10確定的圓做兩條切線，兩條切線之間的夾角記為α，?

步驟S12，記當前發送節點與目的節點之間的距離為d，根據幾何原理可得到：?則

步驟二，轉發候選集確定：?

步驟S20，計算當前發送節點的所有一跳范圍內的鄰居節點是否在兩條切線的夾角內，計算方法如下：?

每一個鄰居節點按照下面的公式1計算與當前發送節點之間的連線、當前發送節點與目的節點之間的連線組成的夾角β：?

（公式1）?

其中，d_sc是鄰居節點和當前發送節點之間的距離，d是當前發送節點和目的節點的距離，d_csink是鄰居節點和目的節點的距離；若則將該鄰居節點加入轉發候選集中作為候選節點；若候選節點的個數不為零，則執行步驟三，否則執行步驟四；?

步驟三，選擇轉發節點與信息轉發：?

步驟S30，當前發送節點從轉發候選集中隨機選擇一個候選節點作為轉發節點，當前發送節點將數據包發送給轉發節點，然后將轉發節點作為當前發送節點，計算該節點與目的節點之間的距離，如果該距離小于當前發送節點一跳的距離，則將數據包轉發至目的節點，算法結束；否則返回步驟一重復執行步驟，直至數據包轉發至目的節點；?

步驟四，帶拐角的帶狀網絡轉發候選集確定；?

步驟S40，若候選節點的個數為零，則當前發送節點與目的節點之間存在拐角，記拐角的角度為θ；在當前發送節點和目的節點的連線靠近拐角外側的一側取一條參考直線，使該參考直線與目的節點所在的帶狀區域邊線的角度η滿足以下公式2：?

（公式2）?

并且使當前發送節點距離該直線的距離l滿足公式4：?

0＜l＜r（公式4）?

式中，r為當前發送節點一跳的距離；將該參考直線沿垂直于傳感器節點所在的路面的方向延伸形成參考面；?

步驟S41，從目的節點向參考面做垂線并延伸至參考面的另一側，在參考面另一側的垂線上取一參考點，使該參考點距離參考面的距離與目的節點距離參考面的距離相同；?

步驟S42，以參考點的坐標點為圓心，以R為半徑做一個圓，R取20m；從當前發送節點向該圓引兩條切線，兩條切線之間的夾角為α₁，記當前發送節點與參考點之間的距離為d₁，根據幾何原理可得：則

步驟S43，在參考面的另一側取當前發送節點所有一跳范圍內的鄰居節點的虛擬節點，使當前發送節點一跳范圍內的鄰居節點與其對應的虛擬節點到參考面的距離相等；?

步驟S44，計算當前發送節點的所有一跳范圍內的鄰居節點和與鄰居節點對應的虛擬節點是否在兩條切線的夾角內，計算方法如下：?

每一個鄰居節點按照公式5計算該鄰居節點與當前發送節點之間的連線、當前發送節點與參考點之間的連線組成的夾角β₁：?

每一個鄰居節點對應的虛擬節點按照公式6計算該虛擬節點與當前發送節點之間的連線、當前發送節點與參考點之間的連線組成的夾角β₂：?

（公式5）?

（公式6）?

在公式5和公式6中，d_sc1為鄰居節點和當前發送節點間的距離，d_sc2為虛擬節點和當前發送節點間的距離，d₁為當前發送節點和參考點間的距離，d_csink1為鄰居節點和參考點之間的距離，d_csink2為虛擬節點和當前發送節點間的距離；?

步驟S45，判斷當前發送節點的一跳范圍內的每一個鄰居節點和該鄰居節點對應的虛擬節點是否滿足和兩個條件，如果至少滿足兩個條件中的一個，則將該鄰居節點加入當前發送節點的轉發候選集中，然后轉到步驟三繼續執行。?

2.如權利要求1所述的基于傳輸方向的無線傳感器網絡路由方法，其特征在于，所述的無線傳感器網絡中，無線網絡傳感器節點密度大于0.222個/m²。?