[发明专利]基于正交标识的WSN数据传输路径溯源方法及系统

权利要求书

1.基于正交标识的WSN数据传输路径溯源方法，其特征是，分为溯源信息标记和传输路径重构两个阶段：

所述溯源信息标记阶段包括三部分内容：(1.1)：给无线传感器网络中的所有传感器节点分配正交标识，(1.2)：选取用于携带溯源信息的载体协议；(1.3)：溯源信息的叠加：在数据包的传输过程中，各路由节点对数据包中的溯源信息进行叠加复用，读取该数据包的溯源数据字段与跳数字段，将所读取的字段值与自己的正交标识进行叠加计算，将运算结果写入数据包的溯源数据字段；

所述传输路径重构阶段包括：步骤(2.1)：读取数据包所携带的溯源信息；步骤(2.2)：通过计算溯源数据与各节点标识序列的规格化内积，来分离当前数据包传输过程中各路由节点的标识信息和转发顺序：步骤(2.3)：根据所提取的节点标识和转发次序还原数据包的传输路径。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，

(1.1)：分配正交标识；

无线传感器网络中的任意一个传感器节点Node_r均分配有一个唯一且与其他传感器节点互为正交的正交标识V_r＝(v_r,1,v_r,2,…,v_r,n)，v_r,k＝1或-1,k＝1,2,…,n,n表示正交标识的维数；r＝1,2,…,R；其中R表示传感器节点的个数；Node_r表示第r个传感器节点；V_r表示第r个传感器节点的正交标识；v_r,n表示第r个传感器节点的正交标识中的第n项。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，

(1.2)：确定载体协议；

选取溯源信息的载体协议，根据载体协议的语法规则，在数据包的首部或数据包间隔位置设置溯源数据字段，用于携带溯源信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，

(1.3)：溯源信息的叠加；

数据包的源发送节点，在发送数据之前，将自己的正交标识写入当前数据包的溯源数据字段。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是，

所述传输路径重构阶段包括：步骤(2.1)读取溯源数据、步骤(2.2)提取路由节点及其转发次序和步骤(2.3)还原传输路径：

步骤(2.1)：读取溯源数据；

基站收到数据包后，读取当前数据包的溯源数据字段，该字段值记为叠加编码W；

步骤(2.2)：提取路由节点及其转发次序；

用基站所辖区域内各节点的正交标识分别与叠加编码W进行规格化内积计算，若所得内积值不为零，则此内积值即为该节点在当前数据包传输过程中的转发次序；若内积值为零，则表示该节点未参与当前数据包的转发；

步骤(2.3)：还原传输路径；

对内积值不为零的节点按照内积值的大小进行排序，根据所得次序还原出当前数据包的传输路径。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是，

所述(1.1)中：

所述正交是指任意两个不同的传感器节点Node_p和Node_q的正交标识V_p＝(v_p,1,v_p,2,…,v_p,n)与V_q＝(v_q,1,v_q,2,…,v_q,n)相互正交，即：

所述传感器节点正交标识的生成，能够采用现有的正交向量生成方法；

无线传感器网络中每个基站都记录其所辖区域内各传感器节点的正交标识；

根据无线传感器网络的规模设定仅在同一个基站的所辖区域内各传感器节点的正交标识具有唯一性，或对无线传感器网络进行分区，设定一个区域内各传感器节点的正交标识具有唯一性。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述(1.2)中：

所述载体协议是指作用于传感器节点与基站之间、可携带溯源信息的WSN数据通信协议。