[發明專利]一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統

有效

• 申請號: 202011198624.0
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112291829B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 周楠;許長清;張平;王利利;張琳娟;鄭征;邱超;郭璞;盧丹;陳婧華;韓軍偉;樊冰;郭昊博
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司經濟技術研究院;國家電網有限公司;華北電力大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W56/00;H04W84/18
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發軍

1.一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統,其特征在于，包含信息交互子系統和能量補充子系統，其中，信息交互子系統中各節點通過分層路由方法實現信息交互；能量補充子系統通過異序補能方法實現能量補充；

所述分層路由方法包括以下步驟：

獲取節點的上傳距離及和鄰居節點的距離，計算傳輸效率；

獲取節點的剩余能量和傳輸能耗，計算能量均衡度；

根據所述傳輸效率和所述能量均衡度計算節點間的通信鏈路狀態值；

獲取當前節點與同步點的相對距離，計算上傳模式切換閾值；

完成全網同步路由建立；

所述傳輸效率為：

其中，i和j為節點編號，V為節點集，te_ij為節點i將節點j作為下一跳節點的傳輸效率值，d_ij為節點i和節點j間的距離；FN(i)為節點i的前向鄰居集合：

FN(v_i)＝{v_j|ud_i＜ud_j,d_ij≤R,v_j∈V}，

其中，R為傳感器節點的最大通信距離，ud_i為節點i的上傳距離，d_im為節點v_i到同步點s_m間的距離；ud_j為節點j的上傳距離，d_jm為節點v_j到同步點s_m間的距離，S為同步點集。

2.根據權利要求1所述的一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統，其特征在于，所述能量均衡度為：

其中，es_ij為節點i將節點j作為下一跳節點的能量均衡度，和分別為節點i和節點j的剩余能量；c_ij為節點i將單位數據發送至節點j所消耗的能量：

其中，E_elec、E_fs和E_mp為一階無線通信能量消耗模型的能耗參數，d₀為一階無線通信能量消耗模型的距離閾值；

c_js為節點j將單位數據發送至距離自己最近的同步節點所消耗的能量：

3.根據權利要求2所述的一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統，其特征在于：所述通信鏈路狀態值用為：

其中，ls_ij為節點i與節點j間的通信鏈路狀態值，es_ij'為es_ij的歸一化值，其計算公式為其中，max{es_ij}和min{es_ij}為節點i到所有前向節點的能量均衡度的最大值和最小值。

4.根據權利要求3所述的一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統，其特征在于，所述上傳模式切換閾值為：

其中，表示傳感器節點切換上傳模式的閾值。

5.根據權利要求4所述的一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統，其特征在于：節點的上傳距離小于上傳模式切換閾值時將距離其最近的同步點作為下一跳，節點的上傳距離大于上傳模式切換閾值時選擇最大通信鏈路狀態值對應的前向鄰居節點作為下一跳，完成傳感器節點向多個同步點的路由建立，同步點之間采取泛洪的方式進行通信，完成全網同步路由建立。

6.根據權利要求1所述的一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統，其特征在于，所述異序補能方法包括以下步驟：

獲取剩余能量及能耗情況，計算節點和同步節點的補能緊迫度；

根據同步節點和傳感器節點的補能緊迫度建立最優充電集合；

每個補能周期為最優充電集合中的所有節點補能至滿電狀態，完成每周期補能任務。