[发明专利]无线传感器网络能量有效机会路由的实现方法

权利要求书

1.无线传感器网络能量有效机会路由的实现方法，其特征在于：

A、建立模型

在二维平面的监测区域内部署拥有多个节点和唯一sink节点的WSN，网络中所有节点初始能量相同，sink节点能量无限，在监测区域对事件监测的要求下，每一个节点都能够进行数据采集和中继转发数据包，并且有充足的邻居节点进行中继节点选择，每个节点知道自身的地理位置信息，并且知道sink节点的地理位置信息以及自身到sink节点的欧氏距离且具有一定的计算能力，节点在网络工作中采用周期性睡眠唤醒机制，睡眠时间周期内的睡眠时间设定为T_sleep；

其中，所述的睡眠时间T_sleep的设定方法为：

设监测区域内事件发生概率，即数据产生率为λ，且服从泊松分布，监测区域面积为S，节点密度为ρ，则监测区域内节点的数量N满足N＝S×ρ，当监测事件发生时，则要求监测区域内至少有n个节点能够监测并进行数据采集收集转发，即监测区域内最少节点唤醒数量至少要符合监测事件发生的概率，满足n＝N×λ；

设T_m为唤醒侦听时间，T_sleep为睡眠时间，两者关系满足

T_sleep＝δ·T_m (1)

设没有转发任务时，工作时间t内可以完成η个完整的时间周期；在唤醒侦听阶段侦听到有转发任务时，节点已经完成了χ个完整的时间周期，则时间上至少满足

其中，χ的取值范围为0,1,2……；根据公式(1)、(2)、(3)计算可以得到η、χ和δ的关系式为

η＝χ·δ+χ+1 (4)

按照网络要求，选择χ的取值进而确定T_m和T_sleep之间的关系。

B、设定有效机会路由

基于建立模型，设定有效机会路由，其中，节点周期性进行睡眠唤醒，当网络中没有数据需要进行发送的时候，节点周期性交替进行睡眠唤醒；当有数据传输的时候，发送节点通过广播通知周围邻居节点，处在唤醒状态下的邻居节点接收到广播后首先判断自身到sink节点的距离，当小于广播数据包中的距离时就将自身剩余能量和收包率的度量值通过ACK回复给发送节点；发送节点通过对比度量值选择出优先级最高的邻居节点为第一中继转发节点进行下一跳转发；在选择出第一中继节点的同时，路由也选择出备用中继节点进行协作转发；当第一中继节点不能够及时的选择出下一跳转发节点的时候，或者因为其他问题而不能继续转发数据的时候，将立即启用备用中继节点代替第一中继节点进行数据转发，当节点完成数据转发任务后，将转入睡眠状态。