CN103813408B - 一种无线传感器网络的路由方法 - Google Patents
一种无线传感器网络的路由方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103813408B CN103813408B CN201410063335.8A CN201410063335A CN103813408B CN 103813408 B CN103813408 B CN 103813408B CN 201410063335 A CN201410063335 A CN 201410063335A CN 103813408 B CN103813408 B CN 103813408B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- node
- path
- gateway
- network
- electricity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 86
- 230000006855 networking Effects 0.000 claims description 48
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 210000000697 sensory organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种无线传感器网络的路由方法,其包括:新上电的传感器节点获取网络地址及上行和下行路由路径,成为入网节点;每个入网节点获取剩余电量,进行网络维护;入网节点断电离开时成为下电节点,再进行网络重建,在新节点加入网络与网络重建的过程中,由于每个节点不需要保存入网邻居节点的相关信息,由网关负责将每个节点与入网邻居节点之间相互关联起来,而且利用路径权重参数使得网关更容易评估每条路径的连接质量,因此当网络发生变化时,网关能够生成可选路径,并通过比较路径权重参数快速地选择出能够均衡流量分配与能量消耗最优的传输路径,并及时将该传输路径下发给请求的节点使用,保证了网络的可靠运行,延长了网络的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线传感器网络技术,尤其是涉及一种无线传感器网络的路由方法。
背景技术
在支撑物联网开发的过程当中,集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的无线传感器网络(WSNs,Wireless Sensor Networks)发挥着重要的作用。在巨大的无线传感器网络中,一方面,传感器是机器感知物质世界的“感觉器官”,可以感知热、力、光、电、声、位移等信号为网络系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息;另一方面,随着传统的传感器逐步实现微型化、智能化、信息化以及网络化,无线传感器网络正以其低成本、微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等优势受到广泛重视。物联网正是通过遍布在各个角落和物体上的形形色色的传感器以及由它们组成的无线传感器网络,来最终实现对整个物质世界的“感知”。
在无线传感器网络中的节点通常都是采用电池供电的方式。在无线传感器网络中,部分节点如果过早地耗尽了电量,不仅更换电池耗费人力,增加维护成本,而且也会对无线传感器网络中的其他相关节点的通讯带来一定的影响。如果能够实现无线传感器网络中能量的均衡消耗,则就可以有效地利用网络资源,延长和预测网络整体的使用寿命。
目前,大部分的路由方法都是基于跳数最少的原则而生成最短路径,如此一来部分节点就会因为处于数据传输的核心路由位置,而成为瓶颈,大量的数据传输需要经过这些节点路由。而这些节点将会比其他节点更快地消耗完电量,最终离开网络,导致部分网络瘫痪。由于能量消耗得不到均衡,因此那些与核心路由相连接的节点虽然还剩余很多电量,但却无法再将信息传输到目的地,从而还造成了能量的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无线传感器网络中的能够均衡流量分配与能量消耗的路由方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种无线传感器网络的路由方法,其特征在于包括三部分:新上电的传感器节点获取自身的网络地址及上行路由路径和下行路由路径,成为入网节点;每个入网节点获取自身的剩余电量,进行网络维护;任意一个入网节点断电离开无线传感器网络时成为下电节点,再进行网络重建;
其中,第一部分的具体过程为:
a1、新上电的传感器节点以T1为周期广播包含自身的本地唯一地址的路由发现消息;
a2、收到路由发现消息的每个入网邻居节点响应包含自身的路由跳数和自身的网络地址的路由参考消息;
在此,入网邻居节点为能够收到新上电的传感器节点广播的路由发现消息的网关和/或传感器节点;
a3、新上电的传感器节点在收到每个入网邻居节点响应的路由参考消息后,将自身的本地唯一地址、自身的数据上送周期、自身的剩余电量系数、每个入网邻居节点的路由跳数和网络地址组成新入网注册消息;
a4、当所有入网邻居节点中存在网关时,新上电的传感器节点将新入网注册消息发送给网关;
当所有入网邻居节点中不存在网关时,新上电的传感器节点从所有入网邻居节点中选择路由跳数最小的一个入网邻居节点作为新上电的传感器节点的上行临时路由中间节点,然后新上电的传感器节点将新入网注册消息发送给上行临时路由中间节点,上行临时路由中间节点在收到新入网注册消息后通过自身的上行路由路径转发,最终转发给网关;
a5、网关在收到新入网注册消息后,创建新上电的传感器节点的路由权重表,该路由权重表包括新上电的传感器节点的本地唯一地址、网络地址、数据上送周期和剩余电量系数、新上电的传感器节点的潜在父节点的数量和每个潜在父节点的索引、新上电的传感器节点的子节点的数量和每个子节点的索引;
在此,新上电的传感器节点的潜在父节点为已经存在的新上电的传感器节点的上一跳节点;
a6、当无线传感器网络中仅存在网关时,网关将网络地址分配给新上电的传感器节点,至此新上电的传感器节点已加入无线传感器网络成为入网节点;
当无线传感器网络中除网关外存在其他节点时,网关遍历新上电的传感器节点的所有潜在父节点,获得网关与新上电的传感器节点之间的所有可能路径;然后网关计算每条可能路径中的每个路由中间节点的路由权重参数;接着对于任意一条可能路径,网关将该条可能路径中的所有路由中间节点的路由权重参数中的最小值作为该条可能路径的路径权重参数;之后网关选取值最大的路径权重参数对应的可能路径作为新上电的传感器节点的上行路由路径和下行路由路径,并更新新上电的传感器节点的上行路由路径中的每个路由中间节点的路由权重表;最后网关将包含新上电的传感器节点的上行路由路径和下行路由路径的路径分配消息发送给新上电的传感器节点,并将网络地址分配给新上电的传感器节点,至此新上电的传感器节点已加入无线传感器网络成为入网节点;
在此,路由中间节点为可能路径中且位于网关与新上电的传感器节点之间的节点;网关选取的值最大的路径权重参数对应的可能路径为能够均衡流量分配与能量消耗的最优路径;
第二部分的具体过程为:
b1、每个入网节点以T2为周期获取自身的剩余电量;接着对于任意一个入网节点,当该入网节点的剩余电量变化量已超过设定的电量变化判定阈值时,该入网节点将包含自身的剩余电量系数的路径维护消息通过该入网节点的上行路由路径发送给网关;
b2、网关在收到路径维护消息后,更新发送该路径维护消息的入网节点的路由权重表中的剩余电量系数,实现网络维护;
第三部分的具体过程为:
c1、对于任意一个入网节点,当该入网节点断电离开无线传感器网络时成为下电节点,此时下电节点的子节点无法向下电节点上送数据;
c2、下电节点的每个子节点在确定其父节点断电后,广播用于表明其上行路由路径无法上送数据的路径失败消息;
c3、对于任意一个子节点广播的路径失败消息,收到该路径失败消息的每个入网邻居节点响应包含自身的路由跳数和自身的网络地址的路由参考消息;在此,入网邻居节点为能够收到下电节点的子节点广播的路径失败消息的网关和/或传感器节点;
当收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中存在网关时,广播该路径失败消息的子节点将包含下电节点的网络地址的路径更新消息发送给网关;
当收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中不存在网关时,广播该路径失败消息的子节点从收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中选择路由跳数最小的一个入网邻居节点作为广播该路径失败消息的子节点的上行临时路由节点,然后将包含下电节点的网络地址的路径更新消息发送给上行临时路由节点,上行临时路由节点在收到路径更新消息后通过自身的上行路由路径转发,最终转发给网关;
c4、网关在收到路径更新消息后,删除下电节点的路由权重表以及下电节点在其他入网节点的路由权重表中的索引;
c5、对于下电节点的任意一个子节点,网关遍历该子节点的所有潜在父节点,获得网关与该子节点之间的所有可能路径,网关计算每条可能路径中的每个路由中间节点的路由权重参数,对于任意一条可能路径,网关将该条可能路径中的所有路由中间节点的路由权重参数中的最小值作为该条可能路径的路径权重参数,网关选取值最大的路径权重参数对应的可能路径作为该子节点的上行和下行路由路径,并更新该子节点的上行路由路径中的每个路由中间节点的路由权重表;
在此,该子节点的潜在父节点为已经存在的该子节点的上一跳节点;路由中间节点为可能路径中且位于网关与该子节点之间的节点;网关选取的值最大的路径权重参数对应的可能路径为能够均衡流量分配与能量消耗的最优路径;
c6、网关将包含每个子节点自身的上行路由路径和下行路由路径的路径分配消息发送给对应的子节点,每个子节点在收到路径分配消息后,保存路径分配消息中包含的上行路由路径和下行路由路径,并按照保存的上行路由路径上送数据,至此完成网络重建。
所述的步骤a1中T1的取值范围为[100ms,1000ms]。
所述的步骤a6中路由中间节点的路由权重参数的获取过程为:对于任意一条可能路径中的任意一个路由中间节点,将该路由中间节点的路由权重参数记为R,其中,E表示该路由中间节点的剩余电量系数,F表示该路由中间节点的流量系数,n表示该路由中间节点的子节点的数量,Ti表示该路由中间节点的第i个子节点的数据上送周期,k为权重比例系数。
所述的步骤b1中取T2为24个小时,该入网节点的剩余电量变化量为该入网节点本周期获取的剩余电量相比较网关上所保存的该入网节点的剩余电量的减少量,设定的电量变化判定阈值取值为1%。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明方法包括三部分,即新上电的传感器节点获取自身的网络地址及上行路由路径和下行路由路径,成为入网节点;每个入网节点获取自身的剩余电量,进行网络维护;任意一个入网节点断电离开无线传感器网络时成为下电节点,再进行网络重建,在新的节点加入网络与网络重建的过程中,由于每个节点不需要保存入网邻居节点的相关信息,由网关负责将每个节点与入网邻居节点之间相互关联起来,而且利用路径权重参数使得网关也更容易评估每条路径的连接质量,因此当网络发生变化时(有新上电的传感器节点或某入网节点变为下电节点时),网关能够生成可选路径,并通过比较路径权重参数快速地选择出当前网络下能够均衡流量分配与能量消耗最优的传输路径,并及时将该传输路径下发给请求的节点使用,保证了网络的可靠运行,延长了整体网络的使用寿命。
附图说明
图1为新上电的传感器节点获取自身的网络地址及上行路由路径和下行路由路径,成为入网节点的具体流程框图;
图2为路由权重表的组成示意图;
图3为每个入网节点获取自身的剩余电量,进行网络维护的具体流程框图;
图4为任意一个入网节点断电离开无线传感器网络时成为下电节点,再进行网络重建的具体流程框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明提出的一种无线传感器网络的路由方法,其包括三部分:新上电的传感器节点获取自身的网络地址及上行路由路径和下行路由路径,成为入网节点;每个入网节点获取自身的剩余电量,进行网络维护;任意一个入网节点断电离开无线传感器网络时成为下电节点,再进行网络重建。
其中,如图1所示,第一部分的具体过程为:
a1、新上电的传感器节点以T1为周期广播包含自身的本地唯一地址的路由发现消息。
在此,T1可由用户自行决定,一般情况下如果T1较短,则会影响传感器节点的使用寿命,如果T1较长,则会延长后续待上电的传感器节点的加入时间,因此在具体实施过程中可将T1的取值范围设置为100ms≤T1≤1000ms。
a2、收到路由发现消息的每个入网邻居节点响应包含自身的路由跳数和自身的网络地址的路由参考消息。
在此,入网邻居节点为能够收到新上电的传感器节点广播的路由发现消息的网关和/或传感器节点;新上电的传感器节点广播的路由发现消息可能仅被网关收到,或仅被1个或多个传感器节点收到,或被网关和传感器节点收到,因此入网邻居节点可能仅是网关(新上电的传感器节点为第1个上电节点时,入网邻居节点是网关),可能仅是传感器节点,可能是网关和传感器节点。
在无线传感器网络中网关的路由跳数始终为0,网关的网络地址始终为0。
a3、新上电的传感器节点在收到每个入网邻居节点响应的路由参考消息后,将自身的本地唯一地址、自身的数据上送周期、自身的剩余电量系数、每个入网邻居节点的路由跳数和网络地址组成新入网注册消息。
a4、当所有入网邻居节点中存在网关时,新上电的传感器节点将新入网注册消息发送给网关。
当所有入网邻居节点中不存在网关时,新上电的传感器节点从所有入网邻居节点中选择路由跳数最小的一个入网邻居节点作为新上电的传感器节点的上行临时路由中间节点,然后新上电的传感器节点将新入网注册消息发送给上行临时路由中间节点,上行临时路由中间节点在收到新入网注册消息后通过自身的上行路由路径转发,最终转发给网关。
a5、网关在收到新入网注册消息后,创建新上电的传感器节点的路由权重表(如图2所示),该路由权重表包括新上电的传感器节点的本地唯一地址、网络地址、数据上送周期和剩余电量系数、新上电的传感器节点的潜在父节点的数量和每个潜在父节点的索引、新上电的传感器节点的子节点的数量和每个子节点的索引。
在此,新上电的传感器节点的潜在父节点为已经存在的新上电的传感器节点的上一跳节点(新上电的传感器节点与上一跳节点不一定建立连接),新上电的传感器节点的子节点为已经与新上电的传感器节点建立连接的下一跳节点。
在此,新上电的传感器节点的本地唯一地址、数据上送周期和剩余电量系数已知,但网络地址还未分配。
a6、当无线传感器网络中仅存在网关时(新上电的传感器节点可与网关直接建立连接),网关将网络地址分配给新上电的传感器节点,至此新上电的传感器节点已加入无线传感器网络成为入网节点;
当无线传感器网络中除网关外存在其他节点时,网关遍历新上电的传感器节点的所有潜在父节点,获得网关与新上电的传感器节点之间的所有可能路径;然后网关计算每条可能路径中的每个路由中间节点的路由权重参数;接着对于任意一条可能路径,网关将该条可能路径中的所有路由中间节点的路由权重参数中的最小值作为该条可能路径的路径权重参数,在此路径权重参数的获取考虑了每条可能路径中会引起流量或能量瓶颈的路由中间节点,便于网关对每条可能路径进行评估;之后网关选取值最大的路径权重参数对应的可能路径作为新上电的传感器节点的上行路由路径和下行路由路径,并更新新上电的传感器节点的上行路由路径中的每个路由中间节点的路由权重表;最后网关将包含新上电的传感器节点的上行路由路径和下行路由路径的路径分配消息发送给新上电的传感器节点,并将网络地址分配给新上电的传感器节点,至此新上电的传感器节点已加入无线传感器网络成为入网节点。
在此,路由中间节点为可能路径中且位于网关与新上电的传感器节点之间的节点;网关选取的值最大的路径权重参数对应的可能路径为能够均衡流量分配与能量消耗的最优路径。
在此具体实施例中,步骤a6中路由中间节点的路由权重参数的获取过程为:对于任意一条可能路径中的任意一个路由中间节点,将该路由中间节点的路由权重参数记为R,其中,E表示该路由中间节点的剩余电量系数,F表示该路由中间节点的流量系数,n表示该路由中间节点的子节点的数量,Ti表示该路由中间节点的第i个子节点的数据上送周期,k为权重比例系数,k的具体取值可以根据实际情况调节,一般可在0.5≤k≤1.5范围内取值,如果侧重E,则可在1<k≤1.5范围内取值,如果侧重F,则可在0.5≤k<1范围内取值,当取k=1时平衡了E与F的权重关系。
在此,在计算路由中间节点的路由权重参数的过程中,考虑了路由中间节点的流量系数这一影响因子,使得计算得到的路由权重参数更加合理,确保了流量分配与能量消耗的均衡。
如图3所示,第二部分的具体过程为:
b1、每个入网节点以T2为周期获取自身的剩余电量;接着对于任意一个入网节点,当该入网节点的剩余电量变化量已超过设定的电量变化判定阈值时,该入网节点将包含自身的剩余电量系数的路径维护消息通过该入网节点的上行路由路径发送给网关。
在此,T2的值可由用户自行设定,一般情况下可设置为每天,即24个小时为一个周期;该入网节点的剩余电量变化量为该入网节点本周期获取的剩余电量相比较网关上所保存的该入网节点的剩余电量的减少量;设定的电量变化判定阈值取值为1%。
b2、网关在收到路径维护消息后,更新发送该路径维护消息的入网节点的路由权重表中的剩余电量系数,实现网络维护。
如图4所示,第三部分的具体过程为:
c1、对于任意一个入网节点,当该入网节点断电离开无线传感器网络时成为下电节点,此时下电节点的子节点无法向下电节点上送数据,在此,下电节点的子节点为已经与下电节点建立连接的下一跳节点。
c2、下电节点的每个子节点在确定其父节点断电后,广播用于表明其上行路由路径无法上送数据的路径失败消息。
c3、对于任意一个子节点广播的路径失败消息,收到该路径失败消息的每个入网邻居节点响应包含自身的路由跳数和自身的网络地址的路由参考消息;在此,入网邻居节点为能够收到下电节点的子节点广播的路径失败消息的网关和/或传感器节点。
当收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中存在网关时,广播该路径失败消息的子节点将包含下电节点的网络地址的路径更新消息发送给网关。
当收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中不存在网关时,广播该路径失败消息的子节点从收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中选择路由跳数最小的一个入网邻居节点作为广播该路径失败消息的子节点的上行临时路由节点,然后将包含下电节点的网络地址的路径更新消息发送给上行临时路由节点,上行临时路由节点在收到路径更新消息后通过自身的上行路由路径转发,最终转发给网关。
c4、网关在收到路径更新消息后,删除下电节点的路由权重表以及下电节点在其他入网节点的路由权重表中的索引。
c5、对于下电节点的任意一个子节点,网关遍历该子节点的所有潜在父节点,获得网关与该子节点之间的所有可能路径,网关计算每条可能路径中的每个路由中间节点的路由权重参数,对于任意一条可能路径,网关将该条可能路径中的所有路由中间节点的路由权重参数中的最小值作为该条可能路径的路径权重参数,网关选取值最大的路径权重参数对应的可能路径作为该子节点的上行和下行路由路径,并更新该子节点的上行路由路径中的每个路由中间节点的路由权重表。
在此,该子节点的潜在父节点为已经存在的该子节点的上一跳节点(该子节点与上一跳节点不一定建立连接);路由中间节点为可能路径中且位于网关与该子节点之间的节点;网关选取的值最大的路径权重参数对应的可能路径为能够均衡流量分配与能量消耗的最优路径。
c6、网关将包含每个子节点自身的上行路由路径和下行路由路径的路径分配消息发送给对应的子节点,每个子节点在收到路径分配消息后,保存路径分配消息中包含的上行路由路径和下行路由路径,并按照保存的上行路由路径上送数据,至此完成网络重建。
Claims (3)
1.一种无线传感器网络的路由方法,其特征在于包括三部分:新上电的传感器节点获取自身的网络地址及上行路由路径和下行路由路径,成为入网节点;每个入网节点获取自身的剩余电量,进行网络维护;任意一个入网节点断电离开无线传感器网络时成为下电节点,再进行网络重建;
其中,第一部分的具体过程为:
a1、新上电的传感器节点以T1为周期广播包含自身的本地唯一地址的路由发现消息;
a2、收到路由发现消息的每个入网邻居节点响应包含自身的路由跳数和自身的网络地址的路由参考消息;
在此,入网邻居节点为能够收到新上电的传感器节点广播的路由发现消息的网关和/或传感器节点;
a3、新上电的传感器节点在收到每个入网邻居节点响应的路由参考消息后,将自身的本地唯一地址、自身的数据上送周期、自身的剩余电量系数、每个入网邻居节点的路由跳数和网络地址组成新入网注册消息;
a4、当所有入网邻居节点中存在网关时,新上电的传感器节点将新入网注册消息发送给网关;
当所有入网邻居节点中不存在网关时,新上电的传感器节点从所有入网邻居节点中选择路由跳数最小的一个入网邻居节点作为新上电的传感器节点的上行临时路由中间节点,然后新上电的传感器节点将新入网注册消息发送给上行临时路由中间节点,上行临时路由中间节点在收到新入网注册消息后通过自身的上行路由路径转发,最终转发给网关;
a5、网关在收到新入网注册消息后,创建新上电的传感器节点的路由权重表,该路由权重表包括新上电的传感器节点的本地唯一地址、网络地址、数据上送周期和剩余电量系数、新上电的传感器节点的潜在父节点的数量和每个潜在父节点的索引、新上电的传感器节点的子节点的数量和每个子节点的索引;
在此,新上电的传感器节点的潜在父节点为已经存在的新上电的传感器节点的上一跳节点;
a6、当无线传感器网络中仅存在网关时,网关将网络地址分配给新上电的传感器节点,至此新上电的传感器节点已加入无线传感器网络成为入网节点;
当无线传感器网络中除网关外存在其他节点时,网关遍历新上电的传感器节点的所有潜在父节点,获得网关与新上电的传感器节点之间的所有可能路径;然后网关计算每条可能路径中的每个路由中间节点的路由权重参数;接着对于任意一条可能路径,网关将该条可能路径中的所有路由中间节点的路由权重参数中的最小值作为该条可能路径的路径权重参数;之后网关选取值最大的路径权重参数对应的可能路径作为新上电的传感器节点的上行路由路径和下行路由路径,并更新新上电的传感器节点的上行路由路径中的每个路由中间节点的路由权重表;最后网关将包含新上电的传感器节点的上行路由路径和下行路由路径的路径分配消息发送给新上电的传感器节点,并将网络地址分配给新上电的传感器节点,至此新上电的传感器节点已加入无线传感器网络成为入网节点;
在此,路由中间节点为可能路径中且位于网关与新上电的传感器节点之间的节点;网关选取的值最大的路径权重参数对应的可能路径为能够均衡流量分配与能量消耗的最优路径;
所述的步骤a6中路由中间节点的路由权重参数的获取过程为:对于任意一条可能路径中的任意一个路由中间节点,将该路由中间节点的路由权重参数记为R,其中,E表示该路由中间节点的剩余电量系数,F表示该路由中间节点的流量系数,n表示该路由中间节点的子节点的数量,Ti表示该路由中间节点的第i个子节点的数据上送周期,k为权重比例系数;
第二部分的具体过程为:
b1、每个入网节点以T2为周期获取自身的剩余电量;接着对于任意一个入网节点,当该入网节点的剩余电量变化量已超过设定的电量变化判定阈值时,该入网节点将包含自身的剩余电量系数的路径维护消息通过该入网节点的上行路由路径发送给网关;
b2、网关在收到路径维护消息后,更新发送该路径维护消息的入网节点的路由权重表中的剩余电量系数,实现网络维护;
第三部分的具体过程为:
c1、对于任意一个入网节点,当该入网节点断电离开无线传感器网络时成为下电节点,此时下电节点的子节点无法向下电节点上送数据;
c2、下电节点的每个子节点在确定其父节点断电后,广播用于表明其上行路由路径无法上送数据的路径失败消息;
c3、对于任意一个子节点广播的路径失败消息,收到该路径失败消息的每个入网邻居节点响应包含自身的路由跳数和自身的网络地址的路由参考消息;在此,入网邻居节点为能够收到下电节点的子节点广播的路径失败消息的网关和/或传感器节点;
当收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中存在网关时,广播该路径失败消息的子节点将包含下电节点的网络地址的路径更新消息发送给网关;
当收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中不存在网关时,广播该路径失败消息的子节点从收到该路径失败消息的所有入网邻居节点中选择路由跳数最小的一个入网邻居节点作为广播该路径失败消息的子节点的上行临时路由节点,然后将包含下电节点的网络地址的路径更新消息发送给上行临时路由节点,上行临时路由节点在收到路径更新消息后通过自身的上行路由路径转发,最终转发给网关;
c4、网关在收到路径更新消息后,删除下电节点的路由权重表以及下电节点在其他入网节点的路由权重表中的索引;
c5、对于下电节点的任意一个子节点,网关遍历该子节点的所有潜在父节点,获得网关与该子节点之间的所有可能路径,网关计算每条可能路径中的每个路由中间节点的路由权重参数,对于任意一条可能路径,网关将该条可能路径中的所有路由中间节点的路由权重参数中的最小值作为该条可能路径的路径权重参数,网关选取值最大的路径权重参数对应的可能路径作为该子节点的上行和下行路由路径,并更新该子节点的上行路由路径中的每个路由中间节点的路由权重表;
在此,该子节点的潜在父节点为已经存在的该子节点的上一跳节点;路由中间节点为可能路径中且位于网关与该子节点之间的节点;网关选取的值最大的路径权重参数对应的可能路径为能够均衡流量分配与能量消耗的最优路径;
c6、网关将包含每个子节点自身的上行路由路径和下行路由路径的路径分配消息发送给对应的子节点,每个子节点在收到路径分配消息后,保存路径分配消息中包含的上行路由路径和下行路由路径,并按照保存的上行路由路径上送数据,至此完成网络重建。
2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络的路由方法,其特征在于所述的步骤a1中T1的取值范围为[100ms,1000ms]。
3.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络的路由方法,其特征在于所述的步骤b1中取T2为24个小时,该入网节点的剩余电量变化量为该入网节点本周期获取的剩余电量相比较网关上所保存的该入网节点的剩余电量的减少量,设定的电量变化判定阈值取值为1%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410063335.8A CN103813408B (zh) | 2014-02-25 | 2014-02-25 | 一种无线传感器网络的路由方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410063335.8A CN103813408B (zh) | 2014-02-25 | 2014-02-25 | 一种无线传感器网络的路由方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103813408A CN103813408A (zh) | 2014-05-21 |
| CN103813408B true CN103813408B (zh) | 2017-01-25 |
Family
ID=50709487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410063335.8A Active CN103813408B (zh) | 2014-02-25 | 2014-02-25 | 一种无线传感器网络的路由方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103813408B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9792129B2 (en) * | 2014-02-28 | 2017-10-17 | Tyco Fire & Security Gmbh | Network range extender with multi-RF radio support for plurality of network interfaces |
| US9513364B2 (en) | 2014-04-02 | 2016-12-06 | Tyco Fire & Security Gmbh | Personnel authentication and tracking system |
| CN106162781A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-11-23 | 富士通株式会社 | 路由节点的切换方法、装置和无线传感器网络 |
| CN106341250B (zh) * | 2015-07-10 | 2019-11-22 | 南宁富桂精密工业有限公司 | 网络装置及网络地址初始化分配方法 |
| CN105282770A (zh) * | 2015-07-16 | 2016-01-27 | 北京中科瑞峰科技有限公司 | 无线自愈式组网优化与自检方法 |
| CN107959612B (zh) * | 2016-10-18 | 2022-04-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种业务隧道在网络变迁下的自适应调整的方法及装置 |
| CN107360608A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-11-17 | 海信集团有限公司 | 超密集网络udn中路由重建的方法及装置 |
| CN108541039B (zh) * | 2018-04-24 | 2021-10-22 | 苏州市职业大学 | 一种低功耗无线传感器网络静态节点路由方法 |
| CN113133127B (zh) * | 2021-04-16 | 2023-12-12 | 成都易明半导体有限公司 | 一种基于随机嗅探的无线自组网链路快速入网方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101610562A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-23 | 中控科技集团有限公司 | 无线传感器网络的路由方法、无线传感器节点及系统 |
| US8279810B1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-02 | Renesas Mobile Corporation | Sensor network information collection via mobile gateway |
| CN103582065A (zh) * | 2012-07-31 | 2014-02-12 | 中国科学技术大学苏州研究院 | 一种无线传感器网络的高效自组网路由方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8630222B2 (en) * | 2011-02-24 | 2014-01-14 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Delay-constrained and energy-efficient online routing for asynchronous sensor networks |
-
2014
- 2014-02-25 CN CN201410063335.8A patent/CN103813408B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101610562A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-23 | 中控科技集团有限公司 | 无线传感器网络的路由方法、无线传感器节点及系统 |
| US8279810B1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-02 | Renesas Mobile Corporation | Sensor network information collection via mobile gateway |
| CN103582065A (zh) * | 2012-07-31 | 2014-02-12 | 中国科学技术大学苏州研究院 | 一种无线传感器网络的高效自组网路由方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103813408A (zh) | 2014-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103813408B (zh) | 一种无线传感器网络的路由方法 | |
| TWI384824B (zh) | 用於在跳頻展頻網路中提供路由協定的方法 | |
| US8665890B2 (en) | Hybrid cross-layer routing protocol for MANETs | |
| CN106714263B (zh) | 无线传感网络aodv路由协议实现系统及方法 | |
| CN103338495B (zh) | 基于leps协议的双向能量均衡无线传感网路由方法 | |
| CN106165355A (zh) | 用于通过基于散列路由和/或摘要路由的对等互连实现网络联合的方法、装置和系统 | |
| EP2996285B1 (en) | Scheduling method, apparatus and system | |
| CN104469879B (zh) | 一种动态k值分簇路由方法 | |
| CN1326375C (zh) | 用于在网络中分配信息的分配方案 | |
| TW201138508A (en) | Registration of a new node to a meter reading wireless mesh network and associated system | |
| CN102546381A (zh) | 一种选择ip网络数据传输路径的方法 | |
| CN108174412A (zh) | 一种负载均衡的rpl多路径数据传输机制 | |
| CN102149161A (zh) | 一种层次规则化mesh网络路由方法 | |
| CN106789744A (zh) | 基于融合网络虚拟化带有时延感知的高吞吐资源调度方法 | |
| TWI426811B (zh) | 行動隨意網路系統與路由建立方法 | |
| US9706466B2 (en) | Peer-to-peer traffic localization | |
| CN106297235A (zh) | 用于低压电力用户集中抄表的路由建立方法和抄表方法 | |
| KR20170138495A (ko) | 자기 동조 적응형 라우팅을 위한 방법 및 장치 | |
| EP2891285B1 (en) | Mesh network nodes configured to alleviate congestion in cellular network | |
| Mortazavi et al. | An energy-aware RPL routing protocol for internet of multimedia things | |
| CN102045088B (zh) | 低压电力线窄带载波通信路由方法 | |
| CN105050148B (zh) | 一种无线传感网路由的实现方法 | |
| US10362616B2 (en) | Selection of capillary network gateway to a cellular network | |
| Ge et al. | Implementation of multiple border routers for 6LoWPAN with ContikiOS | |
| CN116112974A (zh) | 一种基于路由条目数的rpl路由负载均衡方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240118 Address after: Room 606, 607, 608, 609, Fulton Building, No. 18 Huijin Road, Luotuo Street, Zhenhai District, Ningbo City, Zhejiang Province, 315202 Patentee after: Ningbo Zhijia Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 601, Chuangye Building, No. 66 Yuanshi Road, High tech Zone, Ningbo City, Zhejiang Province, 315040 Patentee before: Ningbo Zhongke Integrated Circuit Design Center Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |