[發明專利]一種用于無線傳感器網絡的層次型拓撲結構構建方法

在審

• 申請號: 201410836272.5
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104410997A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 唐宏;王惠珠;舒紅;郭彥芳;徐東哲
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W28/16
• 分類號: H04W28/16;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種用于無線傳感器網絡的層次型拓撲結構構建方法，其特征在于：包括以下步驟：

101、無線傳感器網絡完成節點布置后，無線傳感器網絡中的匯聚節點向整個無線傳感器網絡發送初始化消息InitialMSG，無線傳感器網絡內節點收到InitialMSG后以不同的退避時間T_backoff向匯聚節點上報自己的位置及節點id信息，匯聚節點根據節點上報的信息獲取無線傳感器網絡內節點的位置、id、節點間距離信息，并統計節點總數；

102、匯聚節點統計完節點總數后根據區域分割參數，將分布區域分別進行橫向、縱向的劃分，形成若干個子區域，每個子區域即是一個簇，區域劃分完畢后，匯聚節點在網絡中通過adverinfoMSG告知每個節點所屬的簇；

103、匯聚節點通知每個簇中距離自身最遠的節點根據節點間權值函數構建簇內鏈式拓撲結構；

104、匯聚節點通過adverinfoMSG廣播節點剩余能量閾值，簇中剩余能量高于該閾值的節點成為候選頭節點，并將該消息上報至匯聚節點，匯聚節點選擇每個簇中節點剩余能量Q值最大的候選頭節點為最終頭節點，匯聚節點通過adverinfoMSG廣播頭節點消息，使簇內普通節點獲取頭節點信息；

105、頭節點間不再形成鏈式結構，而是根據權值函數構建最小代價樹，距離匯聚節點最近的頭節點被指定為根節點，由根節點開始構建頭節點間的樹形拓撲結構，完成無線傳感器網絡的層次型拓撲結構的構建。

2.根據權利要求1所述的用于無線傳感器網絡的層次型拓撲結構構建方法，其特征在于：所述無線傳感器網絡結構抽象為平面內的無向簡單圖G(V,E)，其中V(G)是節點集合，E(G)為網絡中邊的集合。r_max為節點以最大發射功率p_max通信時的傳輸范圍，圖中的任意兩個節點i∈V(G)和j∈V(G)-{i}之間的距離為d(i,j)，那么E(G)滿足E(G)＝{(i,j):d(i,j)≤r_max,i,j∈V(G)}。

3.根據權利要求1所述的用于無線傳感器網絡的層次型拓撲結構構建方法，其特征在于：步驟104中所述的剩余能量閾值定義為其中r_max為預測的最大工作輪數，與節點的初始能量相關；r_cur為網絡當前的工作輪數；E₀為節點的初始能量，節點Q值定義為其中d_toBS(i)表示節點i和匯聚節點的距離。