[發明專利]一種基于目標距離的WSN線性覆蓋休眠調度的路由方法

有效

• 申請號: 202110038419.6
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112911519B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 曲志毅;王江;趙雪;徐慧慧;鄭斌祺
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W40/10;H04W40/22;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 錢文斌

本發明涉及一種基于目標距離的WSN線性覆蓋休眠調度的路由方法，包括：每個節點收到sink節點泛洪的“你好”消息后進入休眠模式等待目標出現；目標出現后，感知到目標的節點將進入工作模式，并競選出簇頭；競選出簇頭后，其余處于工作模式的節點執行基于目標距離的WSN線性覆蓋休眠調度方法，休眠調度過程結束后，再將仍處于工作模式的節點同所述簇頭一起構成當前簇結構；通過所述當前簇結構的簇頭來預測目標將要移動的位置，并激活預測出的目標移動位置周圍的節點以形成下一個簇結構；所述下一個簇結構的簇頭喚醒并接收每個簇節點的感知數據，再將其融合后通過預設傳輸路徑轉發給匯聚節點。本發明能夠減少冗余節點，延長網絡壽命。

技術領域

本發明涉及通信與信息技術領域，特別是涉及一種基于目標距離的WSN線性覆蓋休眠調度的路由方法。

背景技術

無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network，WSN)作為一種新型信息感知和獲取方式，其在環境檢測、醫療護理、智能交通等領域得到了大量應用。其中，大規模WSN支持下的目標跟蹤技術可以直接應用于很多場景，包括失蹤人員的位置查找、智能交通系統的車輛導航等等。采用高效的方法來降低節點能耗，讓網絡的生存時間得到有效延長，是該領域的重要研究課題。

休眠調度是一種能夠延長大規模WSN生命周期的關鍵技術。一般來說，大規模WSN會在監控區域隨機部署大量的節點，如果所有節點同時工作，勢必會產生大量的冗余數據以及無線信道上的傳輸沖突。節點休眠調度的工作原理是在一定的時間段和空間范圍內調度一部分節點進入感知或傳輸的工作狀態，而調度另一部分進入休眠狀態。節點處于休眠狀態時僅需要極小一部分能量便可維持伺服狀態，故通過節點調度方法可以有效減少多余的能源開銷，延長網絡壽命。

近年來關于休眠調度方法的研究雖然已取得長足的進步，但是應用于目標跟蹤的場景時，這些研究均未考慮到調度方法所涉及的節點規模，以及調度規則與目標之間的關系，導致網絡中承擔關鍵任務的節點錯誤地休眠，而空閑節點錯誤地被激活，這會造成網絡中出現覆蓋漏洞和冗余資源。因此，需要對目前的休眠調度方法進行針對性地完善和改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于目標距離的WSN線性覆蓋休眠調度的路由方法，通過在休眠調度方法中加入對目標距離的考慮，能夠避免覆蓋漏洞和冗余節點，延長網絡壽命。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于目標距離的WSN線性覆蓋休眠調度的路由方法，包括：

步驟(1)：將節點隨機部署到監測區域后，匯聚節點在網絡中泛洪一個“你好”消息，每個節點收到“你好”消息后保存匯聚節點的跳數，并進入休眠模式等待目標出現；

步驟(2)：目標出現后，與目標的距離在感知半徑內的節點將被觸發進入工作模式，進入工作模式的節點競選出簇頭；

步驟(3)：競選出簇頭后，其余處于工作模式的節點執行基于目標距離的WSN線性覆蓋休眠調度方法，休眠調度過程結束后，再將仍處于工作模式的節點同所述簇頭一起構成當前簇結構；

步驟(4)：通過所述當前簇結構的簇頭來預測目標將要移動的位置，并激活預測出的目標移動位置周圍的節點以形成下一個簇結構；

步驟(5)：所述下一個簇結構的簇頭喚醒每個簇節點之后，接收每個簇節點的感知數據，并將收到的感知數據進行融合后通過預設傳輸路徑轉發給所述匯聚節點。

所述步驟(1)還包括：當每個節點收到來自多個(n-1)級節點轉發的“你好”消息時，將接收信號強度指示最小的(n-1)級節點作為首選中繼節點。