[發明專利]一種無線傳感器網絡定位中的錨節點調度方法

有效

• 申請號: 201710045105.2
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106851800B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 燕鋒;朱亞萍;沈連豐;章躍躍;夏瑋瑋;胡靜;宋鐵成
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W64/00;H04W72/12;H04W76/40
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明提出本發明提出一種無線傳感器網絡定位中的錨節點調度方法，該調度方法是一種基于軟件定義網絡技術的集中式調度方法。網絡中的移動盲節點向其通信范圍內的節點廣播喚醒信息，被喚醒的錨節點向SDN控制器發送自身信息。控制器為喚醒的錨節點建立信息表，同時為它們設計定時器。當某個錨節點定時完畢時，發送請求信息至控制器，控制器計算當前時刻盲節點的連接度并與設立的閾值進行比較，如果小于閾值，該錨節點保持“工作”狀態，否則“休眠”，控制器同時更新該錨節點的信息表。在每個時隙重復以上過程，直至定位結束。上述方法在無線傳感器網絡能量受限的情況下對定位錨節點進行調度，節約能量消耗，延長網絡壽命。

技術領域

本發明涉及無線傳感器網絡中的定位技術領域，尤其是一種無線傳感器網絡定位中的錨節點調度方法。

背景技術

無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks，WSN)因為其具有廣闊的應用前景而受到越來越多的研究關注，這些應用一般都是基于傳感器節點的具體位置，比如環境監測、目標追蹤、室內導航等。雖然目前主要依靠GPS(Global Positioning System)衛星信號進行定位，但是在某些特定場景下，可能無法接收到該信號或者信號很弱不能滿足定位要求，因而研究無線傳感器網絡中的定位技術具有很重要的意義。

考慮無線傳感器網絡能量受限的特點，在實際定位過程中需要降低參與定位的錨節點數目以減少能量消耗。目前已有很多算法研究無線傳感器網絡定位中的節點調度問題，但大多數是分布式的。在分布式算法中，網絡中的盲節點或錨節點只與它們的臨近節點交換數據信息，沒有一個中心的控制器管理節點，也沒有中心的數據處理單元計算節點的位置，因而相比于集中式算法在性能上有一定的劣勢。本發明在軟件定義網絡(SoftwareDefined Networking，SDN)技術的基礎上，借助其中心控制器，在不破壞無線傳感器網絡自組織特性的前提下，提出一種集中式的錨節點調度算法，選取滿足用戶要求數目的錨節點，節省能量消耗，延長網絡壽命，具有可觀的應用前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是在不破壞無線傳感器網絡自組織特性的前提下，選取滿足用戶要求數目的錨節點，以節省整個網絡的能量消耗，延長網絡壽命。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種無線傳感器網絡定位中的錨節點調度方法，其特征在于，所述無線傳感器網絡包括：SDN控制器、錨節點和移動盲節點；該方法包括步驟：

(1)網絡初始化：所述無線傳感器網絡在啟用前，初始化網絡中的所有錨節點為休眠狀態；當網絡開始啟用時，網絡中的各移動盲節點廣播喚醒信息，喚醒自身通信范圍內的錨節點；被喚醒的錨節點向SDN控制器發送自身的狀態信息，狀態信息包括對應錨節點當前時隙在網絡中的地址、初始能量、剩余能量以及與移動盲節點i之間的距離；SDN控制器接收到錨節點的狀態信息后，為已被喚醒的錨節點建立信息表，并將接收到的錨節點狀態信息分別存儲在對應信息表中；SDN控制器根據已經建立的信息表生成相應的定時器并下發給對應的錨節點

(2)對于無線傳感網絡中的任意一個待定位的移動盲節點i，在對移動盲節點i進行定位的過程中，錨節點的調度方法包括步驟：

(2-1)在每個新時隙開始時，移動盲節點i根據自身新位置重新廣播喚醒信息給通信范圍內的錨節點，收到喚醒信息的錨節點向SDN控制器發送自身的狀態信息；當SDN控制器接收到錨節點j的狀態信息時，執行以下步驟：

從接收到的狀態信息中提取錨節點j的地址，檢索已經建立的信息表，若信息表中已存儲錨節點j的地址，則控制器將錨節點j的信息表中的剩余能量以及與移動盲節點i之間的距離信息更新為錨節點j最新狀態信息中的對應信息；

若錨節點j的地址未被存儲在已經建立的信息表中，則控制器為錨節點j建立一個信息表并下發定時器給錨節點j；