[发明专利]随机分布无线传感网分簇拓扑建立与重建的跨层设计实现方法

权利要求书

1、一种随机分布无线传感网分簇拓扑建立与重建的跨层设计实现方法，其特征在于它包括：

A.节点身份确定与组网进程，包含下列线程：

a1、信道侦听线程；节点初始化后，持续侦听信道一定时间，若接收到簇头消息，则转入a3，启动入网线程，若接收到其他节点的信息，则更新自身邻居表；

a2、信息交互线程：节点间通过周期性的Hello消息交互自身信息，并以此为依据竞争簇头；

a3、节点入网线程；未竞争成功的节点向其邻居簇头发送入网申请以完成分簇组网过程；

B.网络正常工作进程

节点的正常工作时间以超帧周期为单位，每个超帧周期包括簇内通信时段、簇间通信时段及簇内与簇间广播时段；CH节点在每个超帧的簇内广播时段在簇内广播BEACON帧，可用做簇内时间同步、簇成员时隙分配、备份CH节点通知等，簇间通信时段则与邻居簇头通信；在此阶段，CH需要收集簇成员信息以选择合适的备份CH节点；

C.网络维护与拓扑重建进程，包括：

a.拓扑重建进程的触发

(1)CH节点：能量达到阈值，在簇内通信时段广播MSG_CLUSTER_REBUILD消息，改变自身身份为UN；

(2)备份CH：备份CH在检测到CH失效(n个周期未收到CH的BEACON帧)，置自身为CH，在簇内通信时段广播MSG_CLUSTER_REBUILD消息，启动拓扑重建进程；或者在接收到CH的MSG_CLUSTER_REBUILD消息后，置自身为CH，开始广播BEACON帧：

(3)CM节点接收到MSG_CLUSTER_REBUILD消息或者检测到CH失效的情况下，置自身为UN，启动重入网进程；

b.执行拓扑重建进程

在拓扑重建阶段，CH节点仍然维护超帧周期，定时广播BEACON帧，而UN节点则执行重入网进程。

2、如权利要求1所述的随机分布无线传感网分簇拓扑建立与重建的跨层设计实现方法，其特征在于备份CH节点的选择步骤如下：

b1、在簇内通信时段，CH节点启动备份CH节点的选举进程，指示所有CM节点发送携带备份CH选择所需信息(如节点的能量、邻居信息等)到CH节点；

b2、收集完所需信息后，CH节点计算每一个CM节点做为备份CH节点的合格度，选择最合适的作为备份CH节点；

b3、CH节点在簇内通信时段通知合格度最高的CM节点为备份CH节点，完成备份CH节点选则任务。