[发明专利]无线传感器网络网络拓扑探测方法及其装置

权利要求书

1.无线传感器网络网络拓扑探测方法，其特征在于：从网关节点到各传感器节点用一跳通信方式，而从传感器节点到网关节点采用多跳通信方式；网络拓扑探测过程是在网关节点控制下由各传感器节点协同完成；各传感器节点根据控制信息在相应的时隙发送网络拓扑信息，而在其他时隙接收、处理来自其他传感器节点的网络拓扑信息和来自网关节点的控制信息。

2.如权利要求1所述的无线传感器网络网络拓扑探测方法，其特征在于：无线传感器网络网络拓扑探测内容包括各传感器节点间的通信链路质量和各传感器节点的能量状态，并用一对称矩阵描述无线传感器网络网络拓扑。各传感器节点间的通信链路质量划分为三种等级，即：“优”、“中”、“差”。

3.如权利要求1所述的无线传感器网络网络拓扑探测方法，其特征在于：无线传感器网络中传感器节点初始状态(即加电后状态)是休眠和探听相互交替状态。当接收到来自网关节点的控制信息之后，传感器节点进入网络拓扑探测状态。

4.如权利要求1所述的无线传感器网络网络拓扑探测方法，其特征在于：网关节点发送的控制信息内容及方式。控制信息包括帧时间和时隙分配表。控制信息以帧为单位发送，每帧包括帧时间和时隙分配表。控制信息连续发送m帧。

5.如权利要求1所述的无线传感器网络网络拓扑探测方法，其特征在于：帧的个数m、帧的周期T_frame、以及传感器节点的探听周期T和探听时长T_listening，他们的取值保障：每个传感器节点完整地接收到一次m个帧中的任何一个帧。

6.如权利要求1所述的无线传感器网络网络拓扑探测方法，其特征在于：时隙分配表的创建方法，第一张时隙分配表(即用于第一次网络拓扑探测的时隙分配表)采用随机方法生成，即前n个时隙随机分配给n个传感器节点，而最后一个时其隙(即第n+1时隙)分配给网关节点用于发送控制信息。第i(i≥2)张时隙分配表生成方法如下：先给那些在拓扑探测过程中尚未发现的传感器节点分配时隙，使那些在拓扑探测过程中尚未被网关节点发现的传感器节点先发送网络拓扑信息；其次给那些与网关节点无直接通信链路的传感器节点分配时隙；最后给那些与网关节点具有直接通信链路的传感器节点分配时隙。

7.如权利要求1所述的无线传感器网络网络拓扑探测方法，其特征在于：集合S₁中的传感器节点以随机方式分得前k₁个时隙；集合S₂中的传感器节点以随机方式分得其次的k₂个时隙；集合S₃中的传感器节点以随机方式分得最后的k₃个时隙。

8.如权利要求1所述的无线传感器网络网络拓扑探测方法，其特征在于：网络拓扑探测过程终止方法。当相临的两次网络拓扑探测结果一致或已获得完整的网络拓扑时，宣布网络拓扑探测过程结束。