[发明专利]基于兴趣和地址组合的无线传感器网络数据查询算法

权利要求书

1.基于兴趣和地址组合的无线传感器网络数据查询算法，其特征在于，包括以下步骤： 

第一步：兴趣命令的下行广播：汇聚节点和每个传感器节点都建立一张兴趣表，记录兴趣命令下行路由的范围，供查询使用；传感器节点接收到兴趣命令后查询兴趣表，若兴趣命令在兴趣表相应项的范围内，则将该兴趣命令向下层节点广播，直到找到满足兴趣命令的目的传感器节点为止； 

第二步：上行数据的路由：目的传感器节点沿着下行广播路由路径逆向上传监测参数值，直至传至管理节点。 

2.根据权利要求1所述的基于兴趣和地址组合的无线传感器网络数据查询算法，其特征在于，所述第一步包括以下步骤： 

第2.1步：无线传感器网络第一次启动时，进行MAC地址编码，再按照静态博弈模型分配MAC地址，每个节点都被赋予一个原始兴趣表； 

第2.2步：管理节点发出原始兴趣命令后，汇聚节点接收到该命令后查找兴趣表，若兴趣命令在兴趣表相应项的范围内，则将本身的MAC地址加入到原始的兴趣命令，若兴趣命令在兴趣表相应项的范围外，则产生新的兴趣命令并向下广播； 

第2.3步：中间的传感器节点接收到兴趣命令后查找兴趣表，若兴趣命令在兴趣表相应项的范围内，则在保存上一跳MAC地址的同时，将上一跳的MAC地址换成本身的MAC地址，然后接着向下广播，直到找到满足兴趣命令的目的传感器节点为止。 

3.根据权利要求2所述的基于兴趣和地址组合的无线传感器网络数据查询算法，其特征在于，所述第二步包括以下步骤： 

第3.1步：当兴趣命令传递到目的传感器节点后，目的传感器节点沿着广播路由路径逆向上传监测参数值；存储有广播路径的中间节点可按一定的规则被唤醒，其余传感器节点处于休眠状态； 

第3.2步：数据上传时，下层的路由传感器节点根据记录的的MAC地址唤醒上层的路由传感器节点，并将监测数据发送给该上层的路由传感器节点； 

第3.3步：上层的路由传感器节点收到数据后，查找兴趣表，并将此数据与 兴趣表中相应兴趣的范围进行比较，若此数据不在所记录的兴趣范围内，则修改兴趣表中该兴趣的范围，然后依次上传路由，直到传送到管理节点。 

4.根据权利要求2所述的基于兴趣和地址组合的无线传感器网络数据查询算法，其特征在于：所述MAC地址的编码算法包括以下步骤： 

第4.1步：根据预测网络部署密度进行MAC 

地址分配并网络仿真，得到单播地址及地址选择频率； 

第4.2步：将单播地址按照地址选择频率降序排列； 

第4.3步：设中间地址j的选择频率为p(j)，对地址选择频率大于p(j)的所有地址首位设为0，后续位采用哈夫曼编码，地址选择频率小于p(j)的所有地址首位设为1，后续位采用定长； 

第4.4步：计算中间地址j对应的编码性能参数； 

第4.5步：选择不同中间地址重复第三步、第四步，比较编码性能参数确定最优混合地址编码，中间地址j确定了两种地址编码的比例。 

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的基于兴趣和地址组合的无线传感器网络数据查询算法，其特征在于：所述静态博弈模型分配MAC地址的算法包括以下步骤： 

第5.1步：定义合理地址资源的最大长度为L_max,i，传感器节点个数为m， 利用下式计算L_max，i：

第5.2步：设传感器节点i所选择的地址长度为L_i，对所选地址长度与合理地址资源长度差值的敏感程度为α，定义传感器节点i的效益函数为： 

第5.3步：设权值W_i表示节点i的决策在整体效益函数中的比重，求解如下优化问题： 

约束条件为： 

L_i＜L_max,i， 

可得：L_i＝L_max,i-(W_i/μ)^1/α， 

以此式计算任意传感器节点地址长度，其中min为取最小值符号，c为常数。