[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

本發明公開了一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統，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，本發明在傳統的無線傳感器網絡中高效快速的引入區塊鏈應用，同步節點在網絡中執行傳統區塊鏈節點的任務，整個網絡在引入區塊鏈應用的同時對原有傳感器設備無過多改造需求，輔以與之匹配的路由方法和補能方法保證系統穩定運行，極大程度的降低了傳統電力通信網引入區塊鏈應用的難度，加速了電力物聯網建設進程。

技術領域

本發明涉及及通信技術領域，具體涉及一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統。

背景技術

電力物聯網因其強大的感知互聯能力已經成為智能電網建設的必由之路，其中區塊鏈技術憑借主體對等、不可篡改和多點共識等特性，成為物聯網的建設關鍵環節：多中心屬性可降低傳統架構運維中心的高額運維成本，多點共識有助于識別非法節點，依托基于哈希算法的鏈式區塊結構有助于構建可信電子存證，助益電力物聯網穩定可靠運行。

電力物聯網由感知層、網絡層、平臺層、應用層組成，其中網絡層將依托電力通信網進行承載，但是現有網架和性能很難滿足電力物聯網對設備智能化水平和網絡資源調配能力的高要求，尤其是無線接入網絡部分依托由大量傳感器節點構成的傳統無線傳感器網絡感知環境，受限于傳感器體積，其性能和續航能力極為有限，但區塊鏈應用的多方共識和分布式賬本技術需要很高的性能和續航能力，故而無線接入網絡部分需要考慮成本的基礎上設計合理的改造方案，以迎接萬物互聯時代的到來。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統，降低了傳統電力通信網引入區塊鏈應用的難度，加速了電力物聯網建設進程。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種面向區塊鏈應用的無線傳感器網絡系統,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：

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，所述能量均衡度為：