[發(fā)明專利]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展可預(yù)約SR?BMA協(xié)議

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710389973.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN107018575A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭國(guó)強(qiáng);馬華紅;孫亞茹;王雯霞;冀保峰;袁德穎;尚佳慶;王玉婷;李陽(yáng);曲雅婷;李濟(jì)順;薛玉君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W74/02
• 分類號(hào): H04W74/02;H04W84/18
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)41120
• 代理人: 劉興華

1.一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展可預(yù)約SR-BMA協(xié)議，其特征在于：該協(xié)議采用多簇的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)被分為多個(gè)簇，每個(gè)簇包含一個(gè)簇頭和多個(gè)成員節(jié)點(diǎn)，成員節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到簇頭，簇頭收集整理后發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)，該協(xié)議按輪進(jìn)行操作，在每一輪開始之前，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇0-1之間的一個(gè)值，如果選定的值小于閾值T(n)，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)，其中，；

；

上述公式中，p_CH為簇頭節(jié)點(diǎn)所占比例，r為當(dāng)前所經(jīng)過(guò)的輪數(shù)，G為后1/p_CH輪未成為簇頭節(jié)點(diǎn)的集合；節(jié)點(diǎn)使用該門限，在1-p_CH輪中被選為簇頭；在1/p_CH-1輪后，所有節(jié)點(diǎn)T(n)值為l，則沒(méi)有簇頭節(jié)點(diǎn)；

該協(xié)議每一輪包含建立階段和穩(wěn)定狀態(tài)階段；

建立階段發(fā)生在每一輪的開始；節(jié)點(diǎn)依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中所需要的簇頭所占比例和迄今為止每個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)成為簇頭的次數(shù)來(lái)決定是否成為簇頭；成功選出簇頭節(jié)點(diǎn)后，簇頭廣播簇建立信息，其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)所接收到的信息決定加入哪一簇，并向該簇頭發(fā)送加入請(qǐng)求；確認(rèn)所有節(jié)點(diǎn)的加入請(qǐng)求都已發(fā)送完畢后，簇頭根據(jù)這些加入請(qǐng)求計(jì)算成員節(jié)點(diǎn)總數(shù)，并為它自己及所有成員節(jié)點(diǎn)分配唯一的1Byte短地址，通過(guò)CS_ALLOC信息告知；

穩(wěn)定狀態(tài)階段進(jìn)一步分為多個(gè)幀，每個(gè)幀包含控制周期、競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)周期、數(shù)據(jù)時(shí)隙廣播周期和數(shù)據(jù)傳輸周期；

在控制周期中，簇頭為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)固定時(shí)隙，源節(jié)點(diǎn)在所分配的控制時(shí)隙發(fā)送請(qǐng)求到簇頭，沒(méi)有數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的節(jié)點(diǎn)關(guān)閉無(wú)線電來(lái)節(jié)省能量，簇頭在整個(gè)控制周期都保持偵聽(tīng)狀態(tài)；

而后進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)周期，建立階段沒(méi)有加入簇的節(jié)點(diǎn)在該周期中可以重新發(fā)送加入請(qǐng)求到簇頭來(lái)申請(qǐng)加入簇；

成功加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)以及在建立階段已經(jīng)成為成員節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到簇頭發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)隙廣播信息；節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)時(shí)隙的優(yōu)先級(jí)由背包算法及其優(yōu)化算法決定；如果源節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)時(shí)隙數(shù)目之和大于數(shù)據(jù)時(shí)隙總數(shù)，則會(huì)出現(xiàn)一些源節(jié)點(diǎn)無(wú)法成功分配數(shù)據(jù)時(shí)隙的情況，此時(shí)，簇頭為這些節(jié)點(diǎn)提前預(yù)約下一幀的數(shù)據(jù)時(shí)隙；如果簇頭沒(méi)有收到某一節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息，則只告知該節(jié)點(diǎn)下一控制時(shí)隙的編號(hào)。

2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展可預(yù)約SR-BMA協(xié)議，其特征在于：所述的每一個(gè)簇最多只能包含1個(gè)簇頭和255個(gè)成員節(jié)點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展可預(yù)約SR-BMA協(xié)議，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)時(shí)隙廣播信息包含：（1）新成員列表，簇頭會(huì)為它們分配唯一的短地址以及控制時(shí)隙編號(hào)；（2）成功分配數(shù)據(jù)時(shí)隙的源節(jié)點(diǎn)列表，包括這些源節(jié)點(diǎn)的短地址，數(shù)據(jù)時(shí)隙起始編號(hào)以及所分配的數(shù)據(jù)時(shí)隙數(shù)目。