[发明专利]一种高效的物联网实现方法

权利要求书

1.一种高效的物联网实现方法，其特征在于，所述物联网只包括移动节点不包括基础设置，移动节点分为两类节点：已配置节点和新节点；已配置节点为已经配置具有网络唯一性的地址的节点，新节点为未配置具有网络唯一性的地址的节点；

新节点启动后，随机产生一个正整数L1，随机从自己的介质访问控制地址中选取L1个比特，并构建一个临时地址，该临时地址的比特长度为L1，值为从介质访问控制地址中随机选取的L1个比特；在一个新节点获取地址之前，由其临时地址唯一标识；

一个移动节点的地址由三部分组成，第一部分为网络ID，唯一标识一个物联网，一个物联网中所有节点的网络ID都相同，网络ID由m比特的横坐标和n比特的纵坐标构成；第二部分为节点坐标，节点坐标中由m比特的节点横坐标和n比特的节点纵坐标构成；第三部分为k比特的节点ID，用于区分一个物联网中具有相同节点坐标的节点；m，n，k均为正整数；

物联网启动后，所有移动节点均为新节点，使用临时地址标识；所述物联网中部分节点能够获取自己的定位坐标；新节点定期在一跳范围内广播一个信标消息，该信标消息的源地址为自己的临时地址，负载为该新节点的定位坐标；如果一个新节点没有定位坐标，则将定位坐标设置为(-1,-1)；物联网启动后，开始进行地址初始化；

新节点广播信标消息后，执行下述操作：

步骤101：开始；

步骤102：新节点侦听邻居新节点的信标消息，根据信标消息的源地址获取邻居节点的总数记为N，新节点计算信标消息负载的定位坐标不等于(-1,-1)的信标消息个数记为n1，如果所述n1个信标消息的定位坐标为(x_c,y_c)，x_c≠-1,y_c≠-1,1≤c≤n1≤N，新节点使用公式(1)和公式(2)计算自己的定位坐标(x_e,y_e)，然后将定位坐标(x_e,y_e)作为下一次广播的信标消息的负载；

步骤103：新节点判断n1是否等于N，如果是，则执行步骤104，否则执行步骤102；

步骤104：结束。

2.根据权利要求1所述的一种高效的物联网实现方法，其特征在于，新节点获取定位坐标后，执行下述操作获取网络ID：

步骤201：开始；

步骤202：新节点构建一个坐标四元组最大横坐标,最小横坐标,最大纵坐标,最小纵坐标，然后构建一个长度四元组临时地址,网络ID横坐标长度,网络ID纵坐标长度，节点ID长度，其中最大横坐标和最小横坐标的值为新节点的定位坐标的横坐标，最大纵坐标和最小纵坐标为新节点的定位坐标的纵坐标，临时地址为新节点的临时地址，网络ID横坐标长度、网络ID纵坐标长度以及节点ID长度均为随机数；新节点保存构建的坐标四元组和长度四元组，然后广播一个选举消息，该选举消息的源地址为该新节点的临时地址，负载为构建的坐标四元组和长度四元组；

步骤203：一个新节点从邻居节点收到一个选举消息后，将自己保存的坐标四元组和长度四元组与选举消息中的坐标四元组和长度四元组进行比较：

如果满足条件1，新节点则将保存的坐标四元组的最大横坐标更新为接收到的选举消息中的坐标四元组的最大横坐标；条件1：新节点保存的坐标四元组的最大横坐标小于接收到的选举消息中的坐标四元组的最大横坐标；

如果满足条件2，新节点则将保存的坐标四元组的最大纵坐标更新为接收到的选举消息中的坐标四元组的最大纵坐标；条件2：新节点保存的坐标四元组的最大纵坐标小于接收到的选举消息中的坐标四元组的最大纵坐标；

如果满足条件3，新节点则将保存的坐标四元组的最小横坐标更新为接收到的选举消息中的坐标四元组的最小横坐标；条件3：新节点保存的坐标四元组的最小横坐标大于接收到的选举消息中的坐标四元组的最小横坐标；

如果满足条件4，新节点则将保存的坐标四元组的最小纵坐标更新为接收到的选举消息中的坐标四元组的最小纵坐标；条件4：新节点保存的坐标四元组的最小纵坐标大于接收到的选举消息中的坐标四元组的最小纵坐标；

如果满足条件5、条件6、条件7或者条件8中的任一个条件，新节点则将保存的长度四元组更新为接收到的选举消息中的长度四元组；

条件5：新节点保存的长度四元组的临时地址大于接收到的选举消息中的长度四元组的临时地址；

条件6：新节点保存的长度四元组的临时地址等于接收到的选举消息中的长度四元组的临时地址并且新节点保存的长度四元组的网络ID横坐标长度大于接收到的选举消息中的长度四元组的网络ID横坐标长度；

条件7：新节点保存的长度四元组的临时地址和网络ID横坐标长度等于接收到的选举消息中的长度四元组的临时地址和网络ID横坐标长度并且新节点保存的长度四元组的网络ID纵坐标长度大于接收到的选举消息中的长度四元组的网络ID纵坐标长度；

条件8：新节点保存的长度四元组的临时地址、网络ID横坐标长度和网络ID纵坐标长度等于接收到的选举消息中的长度四元组的临时地址、网络ID横坐标长度和网络ID纵坐标长度并且新节点保存的长度四元组的节点ID长度大于接收到的选举消息中的长度四元组的节点ID长度；

步骤204：如果条件1到条件8都不满足，新节点执行步骤206，否则执行步骤205；

步骤205：如果条件5～8都不满足，新节点更新接收到的选举消息的负载，即负载只包含坐标四元组，如果1～4都不满足，新节点更新接收到的选举消息的负载，即负载只包含长度四元组，如果条件5～8中至少有一个条件满足且条件1～4中至少有一个条件满足，新节点不更新接收到的选举消息的负载；

新节点将选举消息转发到邻居节点，执行步骤203；

步骤206：新节点丢弃接收到的选举消息；

步骤207：新节点等待一段时间，如果在这段时间中没有接收到选举消息或者接收到选举消息但是条件1～8都不满足，则执行步骤208，否则执行步骤203；

步骤208：结束；

通过上述过程，物联网中的所有节点能够获取相同的坐标四元组最大横坐标x_max,最小横坐标x_min,最大纵坐标y_max,最小纵坐标y_min和长度四元组临时地址TA_min,网络ID横坐标长度m_min,网络ID纵坐标长度n_min，节点ID长度k_min；

物联网中的每个节点根据公式(3)和公式(4)计算网络ID的横坐标x_ID和纵坐标y_ID；

x_ID＝(x_max+x_min)/2 (3)

y_ID＝(y_max+y_min)/2 (4)

物联网中的每个新节点构建一个地址，该地址的比特长度为2m_min+2n_min+k_min，其中网络ID横坐标长度为m_min，值为x_ID,网络ID纵坐标长度为n_min，值为y_ID，节点坐标的横坐标的比特长度为m_min，值为该新节点的定位横坐标，节点坐标的纵坐标的比特长度为n_min，值为该新节点的定位纵坐标，节点ID的比特长度为k_min，值为0。