[发明专利]一种能量均衡的无线传感网络节点代码分发方法

说明书

本发明提供的方法实现了在源节点和目的节点之间，依据节点计算出的备选权重值，随机选取下一跳节点，建立方向导向的传输路径。这样建立的模糊路径可以使得更多的节点承担代码分发的消息量，从而解决以往协议建立的固定传输路径所存在的使得路径中的节点的能量被过度消耗的技术缺陷，该方法相对于MDeluge协议，大幅度减轻节点承担的平均消息量，优化网络的整体性能均衡，延长网络寿命。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，更具体地，涉及一种能量均衡的无线传感网络节点代码分发方法。

背景技术

通常无线网络非常适合部署在环境恶劣、人工难以到达的场合，一旦网络在指定区域部署成功，将会在漫长的无人看管的环境之中执行任务。在最初部署网络时，节点所运行的软件代码镜像通常只是根据当时的需要所设计。然而随着时间的慢慢推移，用户会适时地提出新的网络功能需求或者需要对正在运行的软件代码进行故障修缮，此时就必须对网络中节点所运行的应用程序进行调整，即对节点进行代码镜像更新。传统的做法是，人工回收传感器节点后，利用串行或者并行数据线将PC与节点相连接，通过有线下载烧录的方式对节点执行镜像更新操作。但是当节点处于较为恶劣的环境中、节点分布较为分散、网络规模较大时，采用人工有线方式进行更新就会变得麻烦和不切实际。以无线信道为媒介，通过单跳以及多跳的方式对代码镜像进行分发和升级，进而完成镜像更新是有效途径。

目前国内外的经典的代码分发协议有Deluge、Sprinkler、MNP等，它们主要是对无线传感网络中的全部节点进行镜像更新。然而使用经典代码分发的方式对网络中的特定节点进行更新时将会引起全网中的大量能量消耗。因此，针对特定节点更新的代码协议出现了，尤其以MDeluge为经典。

MDeluge协议是针对网络中特定节点进行镜像更新的一套方法。MDeluge协议在传输镜像时采用树结构，这个树结构在目的节点向源节点发送REQ消息时生成，源节点作为树的根节点，目的节点作为叶子节点。树结构的构建参考了AODV路由协议，可以在源节点与目的节点之间创建一条双向路径。正向路径是以源节点为起点、以目的节点为终点，用于传输镜像数据。反向路径则是以目的节点为起点、以源节点为终点，用于传送镜像页请求消息。从源节点开始，镜像数据被依次转发给树的下一层，直到目的节点成功接收镜像。MDeluge协议将请求消息和镜像数据在树结构中进行内网聚合，这有利于减少消息量的传输。然而，固定的路径会给路径上的节点造成大的能量消耗，导致节点能量耗损的不一致，缩短了有限的网络寿命。

目前大部分特定节点更新协议虽然提出了各种各样的路径建立策略，但是无论使用何种策略，一旦路径建立好之后就会一直使用此路径传输镜像数据，除非路径出现断裂才会重建新路径传输。这种固定路径传输策略在传输较小的镜像文件时不会出现问题，但若是传输ZigBee大镜像文件时就会很容易过度消耗此条固定路径上的节点能量。当这些节点出现能量枯竭时会因为电量不足而掉网，网络就会被割裂开，网络寿命被缩短。

发明内容

本发明为解决现有技术使用固定路径传输代码镜像文件所导致的固定路径上的节点的能力被过度消耗的技术缺陷，提供了一种能量均衡的无线传感网络节点代码分发方法。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种能量均衡的无线传感网络节点代码分发方法，包括以下步骤：

S1.源节点响应目的节点的更新请求，向全网络广播LOC(location,本地)消息；

S2.网络中的接收节点接收到LOC消息时，将向其发送LOC消息的邻居节点的ID加入本地邻居集合，然后计算该邻居节点的备选权重，邻居节点的备选权重由接收节点指向邻居节点的向量和邻居节点指向源节点的向量的乘积决定；在计算邻居节点的备选权重时，若计算出的备选权重值为正值，则将邻居节点ID号和权重值添加到正权值邻居表中，若计算出的备选权重值为负值则直接丢弃LOC消息；