[發(fā)明專利]一種制造物聯(lián)網(wǎng)中的分簇路由的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710236437.9
• 申請(qǐng)日: 2017-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN107018546B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程良倫;岑鵬濤;黃晨昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/02
• 分類號(hào): H04W40/02;H04W40/22;H04L12/715;H04L12/721;H04L12/851
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種制造物聯(lián)網(wǎng)中的分簇路由的方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信息的優(yōu)先級(jí)為第一優(yōu)先級(jí)時(shí)，通過預(yù)先建立的速度優(yōu)先路由傳輸所述數(shù)據(jù)信息，當(dāng)所述數(shù)據(jù)信息的優(yōu)先級(jí)為第二優(yōu)先級(jí)時(shí)，通過預(yù)先建立的能量?jī)?yōu)先路由傳輸所述數(shù)據(jù)信息；所述第一優(yōu)先級(jí)高于所述第二優(yōu)先級(jí)；其中：

所述速度優(yōu)先路由的建立過程為：

采用梯度路由算法分別計(jì)算出各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)至匯聚節(jié)點(diǎn)的傳輸速度最大的路徑，并將各個(gè)所述傳輸速度最大的路徑分別確定為相應(yīng)的簇頭節(jié)點(diǎn)至匯聚節(jié)點(diǎn)的速度優(yōu)先路由；

所述采用梯度路由算法分別計(jì)算出各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)至匯聚節(jié)點(diǎn)的傳輸速度最大的路徑的過程具體為：

依據(jù)洪泛算法使每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)分別獲取各自距離所述匯聚節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)以及下一跳的簇頭節(jié)點(diǎn)；

各個(gè)所述簇頭節(jié)點(diǎn)均依據(jù)第一計(jì)算關(guān)系式分別計(jì)算出各自與每個(gè)鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)的路由梯度，并將路由梯度最大的路徑確定為傳輸速度最大的路徑；

所述第一計(jì)算關(guān)系式為F(v,w)＝(1-a)F_d(v,w)+a(1-l/L)，其中，v表示簇頭節(jié)點(diǎn)v，w表示簇頭節(jié)點(diǎn)w，a表示隊(duì)列權(quán)重值，l表示當(dāng)前占用的隊(duì)列長(zhǎng)度，L表示隊(duì)列總長(zhǎng)度，Deep(v)表示所述簇頭節(jié)點(diǎn)v距離所述匯聚節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)，Deep(w)表示所述簇頭節(jié)點(diǎn)w距離所述匯聚節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)，d_vw表示所述簇頭節(jié)點(diǎn)v與所述簇頭節(jié)點(diǎn)w之間的通信距離；其中：

所述能量?jī)?yōu)先路由的建立過程為：

采用迪杰斯特拉算法從匯聚節(jié)點(diǎn)起，匯聚節(jié)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)為各個(gè)鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)分配相應(yīng)的計(jì)算時(shí)間；

所述匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，并通知各個(gè)鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)按照相應(yīng)的計(jì)算時(shí)間并依據(jù)第二計(jì)算關(guān)系式分別計(jì)算出各自至所述匯聚節(jié)點(diǎn)能量消耗最小的路徑，并將各個(gè)所述能量消耗最小的路徑分別確定為相應(yīng)的簇頭節(jié)點(diǎn)至所述匯聚節(jié)點(diǎn)的能量?jī)?yōu)先路徑；其中：

所述第二計(jì)算關(guān)系式為E_r＝nkE_elec+∑E_Tx-amp(d_i)，(i∈R)，其中，E_elec表示單位字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送或接收所消耗的能量，n表示R集合中簇頭節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，d_i表示簇頭節(jié)點(diǎn)i與下一跳簇頭節(jié)點(diǎn)之間的通信距離，k為傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，ε_fs為自由空間模型放大系數(shù)，ε_mp為衰減空間模型放大系數(shù)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造物聯(lián)網(wǎng)中的分簇路由的方法，其特征在于，所述方法還包括：

各個(gè)所述簇頭節(jié)點(diǎn)分別判斷自身的鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)的電量值是否低于預(yù)設(shè)閾值，當(dāng)鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)的電量值低于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，與所述鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)相關(guān)的路徑不被用于傳輸數(shù)據(jù)信息，相應(yīng)的簇頭節(jié)點(diǎn)重新計(jì)算傳輸路徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造物聯(lián)網(wǎng)中的分簇路由的方法，其特征在于，各個(gè)所述簇頭節(jié)點(diǎn)均判斷自身的鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)的電量值是否低于預(yù)設(shè)閾值的過程具體為：

當(dāng)鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)的電量值小于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)向給其發(fā)送數(shù)據(jù)信息的簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送重新計(jì)算路徑數(shù)據(jù)包；

所述簇頭節(jié)點(diǎn)接收所述重新計(jì)算路徑數(shù)據(jù)包后確定所述鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)的電量小于所述預(yù)設(shè)閾值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造物聯(lián)網(wǎng)中的分簇路由的方法，其特征在于，所述方法還包括：

預(yù)先從每個(gè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)成員節(jié)點(diǎn)中分別找到剩余電量值最大的成員節(jié)點(diǎn)，并將所述剩余電量值最大的成員節(jié)點(diǎn)確定為相應(yīng)區(qū)域的簇頭節(jié)點(diǎn)；各個(gè)所述區(qū)域均按照預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行劃分。