[發明專利]一種低功耗無線傳感器網絡靜態節點路由方法

有效

• 申請號: 201810371113.0
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108541039B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 劉剛;劉昭斌;顧才東;張量;楊元峰
• 申請（專利權）人: 蘇州市職業大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/24
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

1.一種低功耗無線傳感器網絡靜態節點路由方法，其特征在于，所述無線傳感器網絡包括至少一個傳感器節點，所述方法包括以下步驟：

S101：初始化設定所述無線傳感器網絡，其中，至少包括為傳感器節點指定唯一id；

S102：獲取所述無線傳感器網絡的拓撲結構信息，將拓撲結構信息發送至與該無線傳感器網絡對應的基站；

S103：基于所述拓撲結構信息，計算得出所述基站至所有傳感器節點的最優路徑，構成一最優路徑集合；

S104：根據設定的篩選規則以選擇所述最優路徑集合中的其中一條最優路徑作為工作路徑，將工作路徑的信息發送至該工作路徑上的所有傳感器節點；

S105：工作路徑上出現的起始傳感器節點將自身感知的數據和剩余能量，沿著工作路徑轉發給工作路徑上的下一跳傳感器節點；下一跳傳感器節點融合自身的感知數據和剩余能量，再轉發給接下來的下一跳傳感器節點，以此類推，直至基站收到工作路徑上的所有傳感器節點數據；

S106：響應于基站收到工作路徑上所有傳感器節點的感知數據和剩余能量，更新基站所具有的拓撲結構信息中對應傳感器節點的剩余能量；

S107：基于更新后的拓撲結構信息，重新計算未被收集數據的傳感器節點到基站的最優路徑，更新最優路徑集合；

S108：重復S104至S107，直至收集完成所有傳感器節點的感知數據和剩余能量；

步驟S104中，根據設定的篩選規則以選擇所述最優路徑集合中的其中一條最優路徑作為工作路徑是指，

選擇滿足路徑中節點數據未收集且路徑跳數最多的最優路徑作為工作路徑；

步驟S102中，獲取所述無線傳感器網絡的拓撲結構信息，將拓撲結構信息發送至與該無線傳感器網絡對應的基站的方法包括以下步驟：

S201：在一設定的廣播HELLO報文時間段內，所述無線傳感器網絡中的每個傳感器節點周期性地廣播一HELLO報文信息，該HELLO報文信息包括傳感器節點自身的id和“HELLO”文本；

S202：收到其他傳感器節點HELLO報文信息的傳感器節點反饋回一回應報文RESP信息，回應報文RESP信息中包括該傳感器節點自身的id和位置信息；

S203：響應于廣播HELLO報文時間段結束，每個傳感器節點各自生成自己的一跳鄰接表，一跳鄰接表中包括其所有鄰居節點的id、與鄰居節點的距離d；

S204：所有傳感器節點將自己的一跳鄰接表和剩余能量信息傳送至基站；

S205：基站將收到的所有一跳鄰接表進行融合，得到整個無線傳感器網絡的拓撲結構信息，生成網絡拓撲圖。

2.根據權利要求1所述的低功耗無線傳感器網絡靜態節點路由方法，其特征在于，步驟S101中，初始化設定所述無線傳感器網絡還包括：設置傳感器節點的初始能量、設置傳感器節點的數據傳送最大比特位數K。

3.根據權利要求1所述的低功耗無線傳感器網絡靜態節點路由方法，其特征在于，所述網絡拓撲圖為一個帶權無向圖，其被定義成TG＝(V，E，W)；其中，V是圖中的節點集，是圖中邊集，W是邊的權重集合。

4.根據權利要求3所述的低功耗無線傳感器網絡靜態節點路由方法，其特征在于，所述帶權無向圖的格式見表1：

表1.基站生成的網絡拓撲圖的格式

其中，v_(i)表示傳感器節點編號，e_(i)表示傳感器節點v_(i)的剩余能量，“-”表示拓撲圖自身無環，d_(ij)表示傳感器節點v_(i)和v_(j)之間的距離，w_(ij)表示傳感器節點v_(i)和v_(j)之間構成邊的權重，i＝1，2...n；j＝1，2...n。

5.根據權利要求4所述的低功耗無線傳感器網絡靜態節點路由方法，其特征在于，根據傳感器節點v_(i)和v_(j)的位置信息，利用歐式距離公式以計算得到d_(ij)。