[發明專利]一種基于蜂窩結構和坐標定向的RFID路由算法

有效

• 申請號: 201410199509.3
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104010335B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 余松森;彭廣欣;趙振宇;林德光;羅文易;羅繼聲
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H04W40/04
• 分類號: H04W40/04;H04W84/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 江裕強

技術領域

本發明涉及RFID無線傳感器網絡技術領域，具體涉及一種基于蜂窩結構和坐標定向的RFID路由算法。

背景技術

物聯網RFID節點(具有WSN功能的RFID閱讀器)在工作過程中，為了使數據能在無線RFID節點間高效地向目標匯集，路由問題是其首要考慮的問題。

現有的WSN路由不等同于RFID路由，二者之間既有相似之處，也有差異之別。其相同點是：均為無線多跳的通信協議。其差異之處為：①RFID節點的主要任務是對區域內物品標簽的碰撞識別、讀寫，其次才是作為中間節點將數據面向目標節點匯集轉發，其區域內標簽數對其作為中間節點能用于數據轉發的工作帶寬有影響；②WSN的節點大量散布在無人區，而多個sensor采集同一片區域的重疊數據在從sensor節點到sink的過程中極易消耗能量，其供電電池的替換缺乏可操作性，節能是其考慮的首要因素，故WSN路由協議主要是從如何提高能量利用率的角度來考慮路由的優化；而在物聯網環境下RFID節點主要處在供應鏈領域，能量只是其考慮的因素之一，而不是主要因素。且現有的某些路由協議(如DREAM)還是存在一些缺陷的。

目前現有的WSN路由協議很多，其中具有代表性的平面型路由協議有：洪泛(Flooding)路由協議、信息協商傳感器協議SPIN、定向擴散(Directed Diffusion)路由協議、謠傳(Rumor)路由協議、閑聊(Gossiping)路由協議和前向主動查詢ACQUIRE路由協議。典型的基于地理位置信息的路由協議有LAR(Location-Aided Routing)路由協議、GAF(Geographical Adaptive Fidelity)路由協議、GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)路由協議、能量位置意識路由GEAR等。基于簇的路由協議主要有：低能量自適應聚類分層LEACH、能量有效性數據收集協議PEGASIS、敏感閾值能量有效TEEN、周期性自適應敏感閉值能量有效路由APTEEN、HeeD協議、TTDD路由協議、多層聚類算法等。

定向區域泛洪路由協議DREAM，該協議中源節點和每個中間節點分別計算自己到目標節點的方向，確定期望域和轉發域后，源節點和中間節點均將數據分組轉發給轉發域的所有一跳鄰節點，直到數據分組成功遞交給目標節點。

物聯網RFID路由研究很少，盧旭認為RFID路由等同于WSN路由(盧旭，基于簇的RFID傳感器網絡路由協議研究，廣東工業大學工學碩士學位論文，2009年5月)；Cabrera提出的基于WSN和RFID的智能家居中其無線路由仍采用WSN的簡單多跳通信協議(Cabrera Altamirano Ivan,Rodriguez Henriquez Francisco,A scalable intelligent room based on wireless sensor networks and RFIDs,Program and Abstract Book-2010 7th International Conference on Electrical Engineering,Computing Science and Automatic Control,CCE 2010,p434-439)。

以上各種方法的缺點分別在于：

(1)基于地理位置信息的路由協議，側重于單從地理位置信息的角度出發研究路由問題；基于簇的路由協議，則側重于單從簇的角度研究路由問題，未能將地理位置信息和簇等因素整合起來，綜合地考慮路由問題。

(2)大多數研究人員所研究的是WSN路由而非真正意義上的物聯網RFID路由。

理由如下：兩者均為一種無線多跳的通信協議；但其差異之處為：①RFID節點的主要任務是對區域內物品標簽的碰撞識別、讀寫，其次才是作為中間節點將數據面向目標節點匯集轉發，其區域內標簽數對其作為中間節點能用于數據轉發的工作帶寬有影響；②WSN的節點大量散布在無人區，而多個sensor采集同一片區域的重疊數據在從sensor節點到sink的過程中極易消耗能量，其供電電池的替換缺乏可操作性，節能是其考慮的首要因素，故WSN路由協議主要是從如何提高能量利用率的角度來考慮路由的優化；而在物聯網環境下RFID節點主要處在供應鏈領域，能量只是其考慮的因素之一，而不是主要因素。

由此可見，RFID節點與WSN節點主要任務、工作環境及上下文因素等有不同，兩者路由仍存在很大差異，RFID路由不能簡單地等同于WSN路由，目前此領域的研究仍處于待開拓狀態。