[發(fā)明專利]一種分布式傳感器網絡的智能拓撲方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810895954.1
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109005115B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 張彩霞;王向東;王新東;胡紹林
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/751
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

1.一種分布式傳感器網絡的智能拓撲方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，分布式傳感器網絡通過TORA路由協議生成路由鏈路；

步驟2，通過路由鏈路建立有向無環(huán)圖；

步驟3，根據有向無環(huán)圖計算出拓撲圖；

步驟4，根據拓撲圖重設路由拓撲；

在步驟3中，根據有向無環(huán)圖計算出拓撲圖的方法包括以下子步驟，

步驟3.1，輸入：有向無環(huán)圖G＝(V₁,V₂,E)，其中V₁和V₂為兩個節(jié)點集、E為邊集、節(jié)點集V₂包含節(jié)點的度均為1，節(jié)點集參數T，縮減閾值R_R；轉到步驟3.2；

步驟3.2，將V₁中全部節(jié)點按度從大到小順序排列，并抽取前n_h個最大度節(jié)點構成節(jié)點子集V₁^H，其中這n_h個節(jié)點中相同度重復數的最大值為T，轉到步驟3.3；

步驟3.3，計算V₁^L＝V₁/V₁^H，設d₁,d₂,…,d_s為有向無環(huán)圖G中節(jié)點集V₁的全部節(jié)點度，初始化有向無環(huán)圖G′＝(V′₁,V′₂,E′)←G＝(V₁,V₂,E)，初始化節(jié)點集V₁^L′←V₁^L，V₁^H′←V₁^H，計算最終需要刪除邊的總數E_d＝||E||·R_R，初始化變量t＝0；轉到步驟3.4；

步驟3.4，如果tE_d，則以概率P＝γ^L′/(γ^H′+γ^L′)轉到步驟3.5，并以概率1-P轉到步驟3.5；否則，G′＝(V′₁,V′₂,E′)，其中V₁′＝V₁^H′∪V₁^L′，為最終輸出結果，轉到步驟3.7；其中，

且m^H＝E_d-m^L；

步驟3.5，如果則隨機選擇一條與節(jié)點v相鄰的邊e，并更新有向無環(huán)圖G′＝(V′₁,V′₂,E′)，E′←E′/{e}；如果d_v＝0，則更新V₁^L′←V₁^L′/{v}；如果則此步不作任何操作，轉到步驟3.6；

步驟3.6，更新t←t+1，轉到步驟3.4；

步驟3.7，輸出拓撲圖G′＝(V′₁,V′₂,E′)。

2.根據權利要求1所述的一種分布式傳感器網絡的智能拓撲方法，其特征在于，在步驟2中，通過路由鏈路建立有向無環(huán)圖的方法為，鏈路中相鄰節(jié)點高度值中高的節(jié)點用一條邊指向高度值低的節(jié)點，所有相鄰的節(jié)點之間構建指向邊直到到達目標節(jié)點，所有的邊形成了一個有向無環(huán)圖。

3.一種分布式傳感器網絡的智能拓撲裝置，其特征在于，所述裝置包括：

路由鏈路生成單元，用于分布式傳感器網絡通過TORA路由協議生成路由鏈路；

有向無環(huán)圖構建單元，用于通過路由鏈路建立有向無環(huán)圖構建；

拓撲圖計算單元，用于根據有向無環(huán)圖計算出拓撲圖；

路由拓撲單元，用于根據拓撲圖重設路由拓撲；

其中，拓撲圖計算單元，用于根據有向無環(huán)圖計算出拓撲圖具體通過以下步驟實現：

步驟3.1，輸入：有向無環(huán)圖G＝(V₁,V₂,E)，其中V₁和V₂為兩個節(jié)點集、E為邊集、節(jié)點集V₂包含節(jié)點的度均為1，節(jié)點集參數T，縮減閾值R_R；轉到步驟3.2；

步驟3.2，將V₁中全部節(jié)點按度從大到小順序排列，并抽取前n_h個最大度節(jié)點構成節(jié)點子集V₁^H，其中這n_h個節(jié)點中相同度重復數的最大值為T，轉到步驟3.3；

步驟3.3，計算V₁^L＝V₁/V₁^H，設d₁,d₂,…,d_s為有向無環(huán)圖G中節(jié)點集V₁的全部節(jié)點度，初始化有向無環(huán)圖G′＝(V′₁,V′₂,E′)←G＝(V₁,V₂,E)，初始化節(jié)點集V₁^L′←V₁^L，V₁^H′←V₁^H，計算最終需要刪除邊的總數E_d＝||E||·R_R，初始化變量t＝0；轉到步驟3.4；

步驟3.4，如果tE_d，則以概率P＝γ^L′/(γ^H′+γ^L′)轉到步驟3.5，并以概率1-P轉到步驟3.5；否則，G′＝(V′₁,V′₂,E′)，其中V₁′＝V₁^H′∪V₁^L′，為最終輸出結果，轉到步驟3.7；其中，

且m^H＝E_d-m^L；

步驟3.5，如果則隨機選擇一條與節(jié)點v相鄰的邊e，并更新有向無環(huán)圖G′＝(V′₁,V′₂,E′)，E′←E′/{e}；如果d_v＝0，則更新V₁^L′←V₁^L′/{v}；如果則此步不作任何操作，轉到步驟3.6；

步驟3.6，更新t←t+1，轉到步驟3.4；

步驟3.7，輸出拓撲圖G′＝(V′₁,V′₂,E′)。