[发明专利]一种传感器网络组网和路由的方法、网络节点和系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种传感器网络组网和路由的方法、网络节点和系统。

背景技术

传感器网络广泛应用于环境与生态监测、健康监护、家庭自动化、以及交通控制等领域。传感器网络是由大量部署在作用区域内的、具有无线通信与计算能力的传感器节点通过自组织方式构成的能监控不同位置的物理或环境状况的分布式智能化网络系统。例如家庭无线传感器网络负责收集家庭中的基本物理数据，例如温度、湿度、有害气体探测等，同时还可以对家庭环境进行改变。传感器网络可以在独立的环境下运行，也可以通过网关连接到互联网，使用户可以远程访问。

家庭无线传感器网络不提供视频传输或者娱乐功能，整个网络中传输的数据量少，传输时间间隔长，节点在不需要工作时处于睡眠状态，以节约能源。

无线传感器网络中的节点有很强的非均匀性，例如家庭无线传感器网络中节点的分布由所提供的功能决定，一般功能越丰富的地方节点越密集，例如花园中的节点数量就不如卧室里的节点多。无线传感器网络的组网和路由，一方面需要适应节点分布的非均匀性和节点的移动性；另一方面，由于无线传感器很多节点通过电池提供能源，还需要考虑节点的能耗。

现有两种无线传感器网络的组网和路由技术，一种是应用于移动自组网的路由，例如无线自组网按需平面距离矢量路由协议(Ad hocOn-Demand Distance Vector Routing，简称AVOD)。AVOD需要产生和维护路由表，因此占用了大量的网络带宽，同时也增加了网络中节点的能耗，给使用电池的节点带来额外的负担。另一种是应用于基于IPv6的低速无线个域网(IPv6for lowpower wireless personal areanetwork，简称6LoWPAN)的分层路由协议，例如用于6LoWPAN的分层路由协议(Hierarchical Routing for 6LoWPAN，简称HiLow)。HiLow不需要配置路由表，节点在组网时从父节点获取参数得到自己的地址，所形成的网络结构中每个父节点下的子节点数量是固定的，因此不能适应节点分布不均匀的应用场景，也不能支持节点的移动性。

发明内容

本发明实施例提供了一种传感器网络组网和路由的方法、网络节点和系统，以解决现有无线传感器网络不支持节点非均匀分布和移动性，或者需要生成和维护路由表，消耗网络资源且节点能耗高的问题。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种传感器网络组网的方法，包括：

获取网络节点的短地址和父节点的位置标识，所述短地址为唯一标识所述网络节点的素数；

根据所述短地址与所述父节点的位置标识，生成所述网络节点的位置标识；

发送位置注册报文，向网络协调器注册所述网络节点的位置标识；

接收来自所述网络协调器的位置确认报文。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种传感器网络路由的方法，包括：

网络节点接收数据报文，获取所述数据报文的目的位置标识；

当所述目的位置标识与所述网络节点的位置标识不同时，根据所述目的位置标识转发所述数据报文。

根据本发明的第三方面，本发明提供了一种网络节点，包括获取单元，生成单元，发送器和接收器，其中：

所述获取单元，用于获取所述网络节点的短地址和父节点的位置标识，所述短地址为唯一标识所述网络节点的素数；

所述生成单元，用于根据所述短地址和所述父节点的位置标识，生成所述网络节点的位置标识；

所述发送器，用于发送位置注册报文，向网络协调器注册所述网络节点的位置标识；

所述接收器，用于接收来自所述网络协调器的位置确认报文。

根据本发明的第四方面，本发明提供了一种网络节点，包括接收器，获取单元，判断单元和发送器。其中：

所述接收器，用于接收数据报文；

所述获取单元，用于获取所述数据报文的目的位置标识；

所述判断单元，用于判断所述目的位置标识与所述网络节点的位置表示是否相同；

所述发送器，用于当所述目的节点的位置标识与所述网络节点的位置标识不同时，根据所述目的位置标识转发所述数据报文。

根据本发明的第五方面，本发明提供了一种传感器网络，包括网络协调器和网络节点，其中：