[發明專利]基于數據溯源的WSN節點能量監測方法及系統

有效

• 申請號: 201710369520.3
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107155195B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 程杰;陳龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04W84/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.基于數據溯源的WSN節點能量監測方法，其特征是，分為以下步驟：

步驟(1)：對基站所轄區域內各傳感器節點的能量進行初始化：對基站所轄區域內所有傳感器節點，設置節點能耗記錄表，記錄各節點的當前能量值；

步驟(2)：基站每收到一個數據包，對該數據包進行溯源，得到參與該數據包轉發的傳感器節點集合，將集合中各傳感器節點的當前能量值減去一個單跳轉發能耗值，并將剩余能量值存入該節點的能耗記錄表；對各節點的能耗記錄表中的剩余能量值進行實時監測，并對剩余能量低于臨界值的節點觸發低能量提示。

2.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述步驟(1)之前的步驟為：

設N＝{node₁,node₂,…,node_m}為基站所轄區域內所有傳感器節點的集合，m為節點數量；對任意node_r∈N，測量該節點的能量滿值，記為E_r；測量該節點的單跳轉發能耗值，記為e_r；設置該節點的最低能量臨界值，記為U_r；

基站對其所轄區域內所有節點設置能耗記錄表，對任意node_r∈N，其能耗記錄表包括：節點地址A_r、節點標識V_r和剩余能量Y_r。

3.如權利要求2所述的方法，其特征是，所述步驟(1)的步驟為：

對任意node_r∈N，將其地址、標識和當前能量值寫入其能耗記錄表中的A_r、V_r和Y_r表項；若node_r為新節點，將其剩余能量Y_r初始化為能量滿值E_r，即：Y_r←E_r，其中，“←”表示賦值。

4.如權利要求3所述的方法，其特征是，所述步驟(2)的步驟為：

步驟(2.1)：對接收的數據包進行溯源；

設d為基站接收的當前數據包，通過數據溯源，得到該數據包在傳輸過程中所經過的節點集合R(d)＝{n_d,1,n_d,2,…,n_d,t}，n_d,k∈N，k＝1,2,…,t，t為數據包d在傳輸過程中所經過的節點數量，n_d,1為d的源發送節點，n_d,k表示數據包d的傳輸路徑上的第k個傳感器節點；

步驟(2.2)：根據溯源結果評估節點能耗；

對任意Node_k∈R(d)，更新Node_k能耗記錄表中的剩余能量Y_k，將Y_k設置為Y_k減去一個單跳轉發能耗值e_k，即：Y_k←(Y_k-e_k)；

步驟(2.3)：當Y_k<U_k時，觸發低能量提示。

5.基于數據溯源的WSN節點能量監測系統，其特征是，包括：數據溯源模塊和節點能耗監測模塊；

所述數據溯源模塊：用于實現對數據包傳輸過程的溯源，生成參與該數據包傳輸的轉發節點集合；

所述節點能耗監測模塊：用于對基站所轄區域內所有傳感器節點，設置節點能耗記錄表，記錄各節點的當前能量值；根據數據溯源模塊所得到的參與當前數據包轉發的傳感器節點集合，將集合中各傳感器節點的當前能量值減去一個單跳轉發能耗值，并將剩余能量值存入該節點的能耗記錄表；對各節點的能耗記錄表中的剩余能量值進行實時監測。