[發(fā)明專利]應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)內(nèi)存資源共享的移動(dòng)Sink數(shù)據(jù)采集方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410455897.7
• 申請(qǐng)日: 2014-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN104202772A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱川;王瑤;韓光潔;張慧;武帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): H04W28/08
• 分類號(hào): H04W28/08;H04W28/10;H04W84/18;H04W40/02
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)內(nèi)存資源共享的移動(dòng)Sink數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于包括兩個(gè)階段：準(zhǔn)備階段和數(shù)據(jù)采集階段；

所述準(zhǔn)備階段，完成以預(yù)定RP點(diǎn)為樹根的K跳樹的構(gòu)建而不進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；所述準(zhǔn)備階段包括兩個(gè)子部分：樹的建立和孤立節(jié)點(diǎn)加入生成樹；

所述樹的建立是指，移動(dòng)Sink進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)Round，按照預(yù)定軌跡在網(wǎng)絡(luò)中以恒定的速度移動(dòng)，并以均勻部署于網(wǎng)絡(luò)中的RP點(diǎn)為樹根，構(gòu)建K跳生成樹；其中，Round是指Sink節(jié)點(diǎn)從起始位置開始直至再次回到起始位置的過(guò)程；RP點(diǎn)是預(yù)先人為指定的，均勻分布于網(wǎng)絡(luò)之中供Sink在該處駐留進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的地理位置坐標(biāo)點(diǎn)；

所述構(gòu)建K跳生成樹為：

移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)到達(dá)RP點(diǎn)，向一跳鄰居節(jié)點(diǎn)廣播K跳樹建立消息Tree_Msg，消息中包含Hop，ID_RP，ID_i，E_residual，其中Hop、ID_RP、ID_i、E_residual分別為節(jié)點(diǎn)到RP點(diǎn)的跳數(shù)、RP點(diǎn)的ID標(biāo)識(shí)、傳感器節(jié)點(diǎn)的ID標(biāo)識(shí)、節(jié)點(diǎn)的剩余能量；移動(dòng)Sink的Hop設(shè)為0，E_residual為infinite；初始狀態(tài)下所有節(jié)點(diǎn)的Hop均為infinite；

直接收到移動(dòng)Sink廣播消息的節(jié)點(diǎn)，將自己的Hop設(shè)為1并將Tree_Msg消息中的剩余能量替換成自己的剩余能量，向自己的一跳鄰居節(jié)點(diǎn)繼續(xù)廣播Tree_Msg；

中間節(jié)點(diǎn)i收到來(lái)自鄰居節(jié)點(diǎn)j的Tree_Msg，如果節(jié)點(diǎn)i的HOP為infinite，則節(jié)點(diǎn)i按照Hop升序順序?qū)l(fā)送節(jié)點(diǎn)j加入待選父節(jié)點(diǎn)列表中；最終，節(jié)點(diǎn)i從待選父節(jié)點(diǎn)列表中選擇剩余能量大于閾值E_th并且Hop數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)j作為自己的父節(jié)點(diǎn)；當(dāng)存在多個(gè)滿足條件的父節(jié)點(diǎn)時(shí)，則選取剩余能量最大的節(jié)點(diǎn)j作為自己的父節(jié)點(diǎn)；如果節(jié)點(diǎn)i的所有待選父節(jié)點(diǎn)剩余能量均小于E_th，則選擇剩余能量最大的節(jié)點(diǎn)作為自己的父節(jié)點(diǎn)；確定父節(jié)點(diǎn)j后，將節(jié)點(diǎn)j的Hop←Hop+1賦值給節(jié)點(diǎn)i，并將E_residual替換成節(jié)點(diǎn)i自己的剩余能量后繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)Tree_Msg；

當(dāng)Hop＝K，停止繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)Tree_Msg消息，以該RP為樹根的K跳樹建立完成；收到來(lái)自不同ID_RP的Tree_Msg則忽略后收到的消息，從而避免節(jié)點(diǎn)同時(shí)屬于兩棵或多棵樹；

所述孤立節(jié)點(diǎn)加入生成樹為：

移動(dòng)Sink在第一個(gè)Round之后，完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的分簇；T+ε后，網(wǎng)絡(luò)中的孤立節(jié)點(diǎn)i向周圍鄰居節(jié)點(diǎn)廣播Isolated消息，消息中包含自己的ID信息；其中，T為移動(dòng)Sink遍歷所有RP點(diǎn)所需時(shí)間，ε為位于RP點(diǎn)的移動(dòng)Sink與K跳傳感器節(jié)點(diǎn)通信一次的時(shí)間；孤立節(jié)點(diǎn)是指在T+ε后Hop狀態(tài)仍為initial的節(jié)點(diǎn)；

收到Isolated消息的非孤立節(jié)點(diǎn)立即向該節(jié)點(diǎn)返回ACK消息，ACK消息表示應(yīng)答消息，并成為該節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，消息中包含該節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前移動(dòng)Sink所在位置的跳數(shù)信息；同時(shí)存在多個(gè)ACK，節(jié)點(diǎn)i選擇ACK消息中HOP最小的節(jié)點(diǎn)作為自己的父節(jié)點(diǎn)；孤立節(jié)點(diǎn)將自己的時(shí)鐘調(diào)整到與父節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步；

所述數(shù)據(jù)采集階段為：

生成樹建立完成以后，移動(dòng)Sink在網(wǎng)絡(luò)中按預(yù)定軌跡遍歷所有RP點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集緩存在各子樹上的數(shù)據(jù)；當(dāng)出現(xiàn)樹緩存告急與時(shí)間告急時(shí)，節(jié)點(diǎn)將告急后繼續(xù)采集到的最新數(shù)據(jù)包按最短路徑向Sink路由；移動(dòng)Sink按預(yù)定軌跡遍歷所有RP點(diǎn)，使各節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)時(shí)間同步時(shí)鐘估計(jì)當(dāng)前移動(dòng)Sink所在位置Loc，從而保證數(shù)據(jù)包可以主動(dòng)向移動(dòng)Sink上傳。