[发明专利]一种物联网感知层拓扑控制方法

说明书

本发明公开了一种物联网感知层拓扑控制方法，建立物联网感知层无线传感器网络拓扑结构，基于上述物联网感知层无线传感器网络拓扑结构进行数据传输，并对物联网感知层无线传感器网络拓扑结构进行维护，本发明在簇头选举过程中，利用定位节点逐层选出簇头节点，选出的簇头分布更加均匀、合理；汇聚节点无需知道网络的全局信息，只需进行小范围广播，节点数目增加时对方法的影响较小，在数据传输阶段数据通过中继节点和簇头节点共同转发，且转发的最优路径在簇头节点和中继节点的选举过程已确定，无需寻找最优路径，节约了簇头节点的能量消耗。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种物联网感知层拓扑控制方法。

背景技术

物联网是一种建立在互联网上的泛在网络，通过将现存的各个网络有机的结合起来，构成一个统一的整体，无线传感器网络是物联网感知层最主要的感知技术之一。无线传感器网络与以往有线网络的拓扑存在着很大的不同，无线传感器网络节点资源极其有限，往往部署在恶劣环境中。但是，在大规模由无线传感器设备构成的物联网中，由于受传感器自身设备的硬件缺陷、多类型环境因素等诸多实际的网络因素的影响，传感器节点所获知的网络拓扑等信息常动态多变，也容易和实际网络状况存在较大的差异，而带来较多的拓扑认识错误，影响其它应用。同时由于传感器硬件设备的局限性和动态性，以及组成的网络通信带宽有限等，在网络中准确、及时地获取网络的拓扑信息变得非常困难。因此物联网环境下对于无线传感器网络的拓扑和路由结构有着更高的鲁棒性需求，为了在有限的节点资源下，节省能耗，提高无线传感网络系统容错性,均衡网络负载,就必须设计具有良好性能的拓扑控制方案来延长网络的生命周期,从而满足物联网的性能需求。

目前，针对无线传感器网络的拓扑发现的研究较多，其拓扑控制方法可以分为两个方面：层次型拓扑控制和功率控制。层次型拓扑控制采用分簇机制，选择部分网内节点作为簇头节点，由簇头节点形成数据处理和转发的传输体系。功率控制机制通过调整网络中节点的发射功率，在保证网络连通性的前提下，均衡节点路由邻居节点数量和网络的能量消耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种物联网感知层拓扑控制方法，有效地解决了物联网感知层分簇拓扑控制中簇头节点分布不合理，能量消耗不均衡，最优路由发现困难问题。

本发明所采用的技术方案是，一种物联网感知层拓扑控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立物联网感知层无线传感器网络拓扑结构；

步骤2、基于步骤1得到的物联网感知层无线传感器网络拓扑结构进行数据传输；

步骤3、对步骤1得到的物联网感知层无线传感器网络拓扑结构进行维护。

本发明的特点还在于,

建立物联网感知层无线传感器网络拓扑结构具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、以汇聚节点为中心，确定第一层定位节点a1、a2、…、an；

步骤1.2、以第一层定位节点为基点，确定第一层簇头节点A1、A2、…、An；

步骤1.3、以第一层簇头节点为基点，确定第二层定位节点b11，b12，b21，b22，…，b(n-1)1，b(n-1)2，bn1，bn2；

步骤1.4、以第二层定位节点为基点，确定第二层簇头节点B1-B2n；