[發(fā)明專利]多跳無線傳感器網絡內節(jié)點選擇方法和系統

有效

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• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN108024303B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: S·S·佩蒂爾
• 申請（專利權）人: 維布絡有限公司
• 主分類號: H04W40/04
• 分類號: H04W40/04;H04W40/10;H04W84/18
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本發(fā)明公開一種多跳無線傳感器網絡內節(jié)點選擇方法和系統。該方法包括：在源節(jié)點處，確定與該源節(jié)點的每個鄰節(jié)點關聯的剩余能量，以及確定與該源節(jié)點的每個鄰節(jié)點關聯的安全度值。然后，生成潛在候選集，該潛在候選集包括一個或多個剩余能量大于能量閾值的節(jié)點。在此之后，從所述潛在候選集中生成實際候選集，其中，該實際候選集中每個節(jié)點的安全度值大于安全度閾值。此外，根據按照所述安全度值確定的優(yōu)先度值，對所述實際候選集進行排序。最后，從所述實際候選集中選出具有最高優(yōu)先度值的節(jié)點，用于接收來自所述源節(jié)點的數據包。

技術領域

本發(fā)明涉及多跳無線傳感器網絡內的節(jié)點選擇，尤其涉及以節(jié)能且基于可信度和合格性的方式在多跳無線傳感器網絡內選擇節(jié)點的方法和系統。

背景技術

無線和網絡技術的最新進步實現了無線傳感器網絡的一系列用途，這些用途包括目標跟蹤，環(huán)境監(jiān)測，工業(yè)監(jiān)測，醫(yī)療監(jiān)測和交通監(jiān)視。傳統上，傳感器(也稱中繼點或節(jié)點)的計算能力有限，其用于收集環(huán)境信息并將該信息傳輸至中央存儲庫。當將信息從遠程節(jié)點經無線通信信道傳輸至中央存儲庫時，該傳輸通常需要巨大的功耗。然而，在此之后的一段時間內，人們設計出了具有更大計算能力的節(jié)點，而且這些節(jié)點配置為在無線傳感器網絡內通過一跳或多跳將所收集的信息傳輸至中央存儲庫。

此外，人們還設計出了用于在多跳無線傳感器網絡內傳輸數據的路由協議，并確定了源節(jié)點和匯節(jié)點之間能耗最佳的最短能量路徑。然而，此類路由協議經常導致多跳無線傳感器網絡內產生不均勻的能量分布。此外，由于節(jié)點通常由電池供電，因此為了節(jié)省能量，潛在的節(jié)點可能經常需要進入睡眠周期。如此，使得多跳無線傳感器網絡內源節(jié)點和鄰節(jié)點之間的交流需要較大的開銷。此外，不可靠的無線鏈路和網絡分割可導致數據包的丟失，從而對于預選合理路徑需要實施多次重傳。

因此，需要一種根據節(jié)點能耗和安全性在多跳無線傳感器網絡內選擇數據傳輸節(jié)點的高效方法。

發(fā)明內容

在一種實施方式中，公開一種在包括多個節(jié)點的多跳無線傳感器網絡中選擇節(jié)點的方法。該方法包括：在源節(jié)點處，確定與該源節(jié)點的每個鄰節(jié)點關聯的剩余能量；在所述源節(jié)點處，確定與該源節(jié)點的每個鄰節(jié)點關聯的安全度值；在所述源節(jié)點處，生成包括該源節(jié)點的鄰節(jié)點當中的至少一個節(jié)點的潛在候選集，其中，所述至少一個節(jié)點中的每個節(jié)點的剩余能量大于能量閾值；在所述源節(jié)點處，生成實際候選集，其中，該實際候選集包括所述潛在候選集中安全度值大于安全度閾值的節(jié)點；在所述源節(jié)點處，根據優(yōu)先度值對所述實際候選集進行排序，其中，所述優(yōu)先度值根據所述安全度值確定；以及在所述源節(jié)點處，從所述實際候選集中選出具有最高優(yōu)先度值的節(jié)點，用于對來自該源節(jié)點的數據包進行發(fā)送。

在另一實施方式中，公開一種在包括多個節(jié)點的多跳無線傳感器網絡中選擇節(jié)點的系統。該系統包括數據庫以及處理器，其中，該處理器以可操作方式連接于所述數據庫。該處理器配置為：確定與源節(jié)點的每個鄰節(jié)點關聯的剩余能量；確定與所述源節(jié)點的每個鄰節(jié)點關聯的安全度值；生成包括所述源節(jié)點的鄰節(jié)點當中的至少一個節(jié)點的潛在候選集，其中，所述至少一個節(jié)點中的每個節(jié)點的剩余能量大于能量閾值；生成實際候選集，其中，該實際候選集包括所述潛在候選集中安全度值大于安全度閾值的節(jié)點；根據優(yōu)先度值對所述實際候選集進行排序，其中，所述優(yōu)先度值根據所述安全度值確定；以及從所述實際候選集中選出具有最高優(yōu)先度值的節(jié)點，用于對來自該源節(jié)點的數據包進行發(fā)送。

在又一實施方式中，公開一種計算機可用介質，該計算機可用介質存有非暫時性計算機可讀指令，該指令用于通過由包括多個節(jié)點的多跳無線傳感器網絡內的處理器執(zhí)行而實施方法，該方法用于：確定與源節(jié)點的每個鄰節(jié)點關聯的剩余能量；確定與所述源節(jié)點的每個鄰節(jié)點關聯的安全度值；生成包括所述源節(jié)點的鄰節(jié)點當中的至少一個節(jié)點的潛在候選集，其中，所述至少一個節(jié)點中的每個節(jié)點的剩余能量大于能量閾值；生成實際候選集，其中，該實際候選集包括所述潛在候選集中安全度值大于安全度閾值的節(jié)點；根據優(yōu)先度值對所述實際候選集進行排序，其中，所述優(yōu)先度值根據所述安全度值確定；以及從所述實際候選集中選出具有最高優(yōu)先度值的節(jié)點，用于對來自該源節(jié)點的數據包進行發(fā)送。

附圖說明