[发明专利]一种无线传感器网络定位中的锚节点调度方法

说明书

本发明提出本发明提出一种无线传感器网络定位中的锚节点调度方法，该调度方法是一种基于软件定义网络技术的集中式调度方法。网络中的移动盲节点向其通信范围内的节点广播唤醒信息，被唤醒的锚节点向SDN控制器发送自身信息。控制器为唤醒的锚节点建立信息表，同时为它们设计定时器。当某个锚节点定时完毕时，发送请求信息至控制器，控制器计算当前时刻盲节点的连接度并与设立的阈值进行比较，如果小于阈值，该锚节点保持“工作”状态，否则“休眠”，控制器同时更新该锚节点的信息表。在每个时隙重复以上过程，直至定位结束。上述方法在无线传感器网络能量受限的情况下对定位锚节点进行调度，节约能量消耗，延长网络寿命。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络中的定位技术领域，尤其是一种无线传感器网络定位中的锚节点调度方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)因为其具有广阔的应用前景而受到越来越多的研究关注，这些应用一般都是基于传感器节点的具体位置，比如环境监测、目标追踪、室内导航等。虽然目前主要依靠GPS(Global Positioning System)卫星信号进行定位，但是在某些特定场景下，可能无法接收到该信号或者信号很弱不能满足定位要求，因而研究无线传感器网络中的定位技术具有很重要的意义。

考虑无线传感器网络能量受限的特点，在实际定位过程中需要降低参与定位的锚节点数目以减少能量消耗。目前已有很多算法研究无线传感器网络定位中的节点调度问题，但大多数是分布式的。在分布式算法中，网络中的盲节点或锚节点只与它们的临近节点交换数据信息，没有一个中心的控制器管理节点，也没有中心的数据处理单元计算节点的位置，因而相比于集中式算法在性能上有一定的劣势。本发明在软件定义网络(SoftwareDefined Networking，SDN)技术的基础上，借助其中心控制器，在不破坏无线传感器网络自组织特性的前提下，提出一种集中式的锚节点调度算法，选取满足用户要求数目的锚节点，节省能量消耗，延长网络寿命，具有可观的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在不破坏无线传感器网络自组织特性的前提下，选取满足用户要求数目的锚节点，以节省整个网络的能量消耗，延长网络寿命。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种无线传感器网络定位中的锚节点调度方法，其特征在于，所述无线传感器网络包括：SDN控制器、锚节点和移动盲节点；该方法包括步骤：

(1)网络初始化：所述无线传感器网络在启用前，初始化网络中的所有锚节点为休眠状态；当网络开始启用时，网络中的各移动盲节点广播唤醒信息，唤醒自身通信范围内的锚节点；被唤醒的锚节点向SDN控制器发送自身的状态信息，状态信息包括对应锚节点当前时隙在网络中的地址、初始能量、剩余能量以及与移动盲节点i之间的距离；SDN控制器接收到锚节点的状态信息后，为已被唤醒的锚节点建立信息表，并将接收到的锚节点状态信息分别存储在对应信息表中；SDN控制器根据已经建立的信息表生成相应的定时器并下发给对应的锚节点

(2)对于无线传感网络中的任意一个待定位的移动盲节点i，在对移动盲节点i进行定位的过程中，锚节点的调度方法包括步骤：

(2-1)在每个新时隙开始时，移动盲节点i根据自身新位置重新广播唤醒信息给通信范围内的锚节点，收到唤醒信息的锚节点向SDN控制器发送自身的状态信息；当SDN控制器接收到锚节点j的状态信息时，执行以下步骤：

从接收到的状态信息中提取锚节点j的地址，检索已经建立的信息表，若信息表中已存储锚节点j的地址，则控制器将锚节点j的信息表中的剩余能量以及与移动盲节点i之间的距离信息更新为锚节点j最新状态信息中的对应信息；

若锚节点j的地址未被存储在已经建立的信息表中，则控制器为锚节点j建立一个信息表并下发定时器给锚节点j；