[发明专利]一种基于定位信息的无线传感器网络地址配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络中地址配置方法，尤其涉及的是一种基于定位信息的无线传感器网络地址配置方法。

背景技术

随着下一代网络（IPv6网络）的不断成熟和发展，无线传感器网络与下一代网络实现全IP通信互联已成为未来发展的必然趋势，实现无线传感器网络与下一代互联网全IP通信需要解决的关键技术之一就是传感器网络的IPv6地址自动配置问题。

IPv6地址自动配置是IPv6的一个重要技术特色，它可以在无人干预的情况下为每个接口配置具有唯一性的IPv6地址，这一特性与无线传感器网络自组织、自配置的设计目标十分一致。但与此同时，在资源有限的无线传感器网络中实施现有的IPv6地址自动配置方式还存在一些问题，例如现有的有状态地址配置方案采用服务器/客户端的通信方式分配IPv6地址，即节点向DHCP服务器提出申请地址的请求，然后由DHCP服务器统一为网络内的节点分配IPv6地址，显而易见，这种地址配置方案带来大量的控制包开销，同时也消耗了大量的存储资源；在现有的基于邻居发现协议的无状态地址配置方案中，每个被分配的IPv6地址都需要在整个无线传感器网络中进行重复地址检测以确保它的唯一性，同样导致了大量的控制包开销，消耗了大量的网络资源。

因此针对资源有限的无线传感器网络需要建立一种低开销的IPv6地址自动配置方案。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于定位信息的无线传感器网络地址配置方法。

技术方案：本发明公开了一种基于定位信息的无线传感器网络地址配置方法，所述6LoWPAN无线传感器网络包括一个以上二维的且面积为S的正方形逻辑区域，每个逻辑区域由坐标(x,y)标识，其中S为正整数，x、y为非负整数；每个传感器节点包括一个定位坐标(Lx,Ly)，传感器节点通过定位坐标计算出自己所在逻辑区域的坐标，计算方法如公式（1）和公式（2）所示：

6LoWPAN无线传感器网络包括两类传感器节点：新节点和普通节点，其中，新节点为没有获取IPv6地址的节点，普通节点为获取IPv6地址的节点。

传感器节点的IPv6地址由四部分组成，第一部分是全局路由前缀，一个6LoWPAN无线传感器网络中所有传感器节点的全局路由前缀都相同；第二部分和第三部分分别代表传感器节点所在逻辑区域的横坐标和纵坐标，第四部分为节点ID，节点ID在一个逻辑区域内部具有唯一性；其中，第二部分、第三部分和第四部分组成传感器节点的链路地址。

本方明的最大创新点就是传感器节点的IPv6地址结构包含了定位信息，因此根据传感器节点的IPv6地址就能判断传感器节点所在地理位置。

传感器节点通过接入路由器接入IPv6互联网，接入路由器定期向6LoWPAN无线传感器网络广播全局路由前缀，传感器节点由此获取所在6LoWPAN无线传感器网络的全局路由前缀。

6LoWPAN无线传感器网络启动时，执行以下初始化操作，所有传感器节点获取具有全球唯一性的IPv6地址。

6LoWPAN无线传感器网络启动后，传感器节点首先获取所在逻辑区域坐标，然后将MAC地址或者出厂的原始ID作为节点ID，并与全局路由前缀相结合形成临时IPv6地址；在传感器节点配置IPv6地址之前，传感器节点由临时IPv6地址来标识。

6LoWPAN无线传感器网络中，传感器节点在一跳范围内定期广播信标帧，源地址为节点的临时链路地址；传感器节点通过接收同一个逻辑区域内的邻居传感器节点广播的信标帧来获取与邻居传感器节点之间的相对位置(α，d)，其中α为传感器节点与邻居传感器节点之间的相对角度，0≤α<360；d为传感器节点与邻居传感器节点之间的距离，0≤d≤2S.]]>

传感器节点A通过下述算法来计算它与邻居传感器节点B的权重关系：

如果传感器节点A与邻居传感器节点B的相对角度α_A-B满足270<α_A-B<360或者0≤α_A-B≤90，那么A的权重大于B；