[发明专利]一种基于动态环的数据路由方法及系统

权利要求书

1.一种基于动态环的数据路由方法，其特征在于，定时或循环执行：

S1，获取无线传感器网络中除sink节点外其它节点的剩余能量，并根据其它节点的剩余能量分布获取动态环；

S2，通过广播确定无线传感器网络中所有节点相对所述动态环的跳数；

S3，在所述动态环内：除了可以直接传输到sink节点的节点外，其它节点都采用离心路由方式将数据传输到动态环上；

在所述动态环外：所有节点采用向心路由方式将数据传输到动态环上；

S4，在所述动态环上建立数据传输环路，利用所述数据传输环路将接收的所有数据汇聚至一个节点，并通过所述节点传输至sink节点。

2.如权利要求1所述的基于动态环的数据路由方法，其特征在于，在所述S1中，获取动态环的过程包括：

S11，根据每一环内的节点的平均剩余能量，选择出平均剩余能量最大的环距离sink节点的跳数作为动态环的跳数k；

S12，sink节点发起以所述sink节点为中心的k跳离心路由，在每次跳转中选择距离sink节点最远的节点作为下一跳节点，直到节点的跳数为k，获得第一k跳节点；

S13，将第一k跳节点作为动态环的发起节点，发起节点按逆时针或顺时针顺序依次选择距离所述发起节点最远且距离sink节点的跳数也为k的邻居节点作为下一跳节点，直到环行一周回到发起节点，环行一周经过的节点构成动态环，即为环形路由。

3.如权利要求1所述的基于动态环的数据路由方法，其特征在于，所述S2包括：

S21，将动态环上每个节点到达动态环的跳数设为0；

S22，从动态环上的节点开始依次向邻居节点广播信息包；

S23，网络中所有节点收到广播的信息包后进行如下处理，直到所有节点获得距离动态环的跳数：

节点收到信息包后，将信息包中的跳数加1后向前广播，同时将自身的跳数与接收到的信息包中的跳数加1后的数值比较，如果信息包的跳数加1后的数值小于当前节点的跳数，则节点将自身的跳数设为信息包中的跳数加1。

4.如权利要求1所述的基于动态环的数据路由方法，其特征在于，在所述S3中，所述动态环内和外向动态环传输数据是同步的。

5.如权利要求1所述的基于动态环的数据路由方法，其特征在于，在所述S3中，所述离心路由的过程为：从当前节点向下一个节点跳转时，在远离sink节点的方向，选取比当前节点距离动态环的跳数大的邻居节点作为下一个节点。

6.如权利要求1所述的基于动态环的数据路由方法，其特征在于，在所述S3中，所述向心路由的过程为：

从当前节点向下一个节点跳转时，在靠近sink节点的方向，选取比当前节点距离动态环的跳数小的邻居节点作为下一个节点。

7.如权利要求1所述的基于动态环的数据路由方法，其特征在于，在所述S4中，在动态环上随机选择一个节点作为起始节点，分别从所述起始节点的左右方向沿动态环路由汇聚数据到一点，将网络中所有节点的数据都聚集成一个数据包，通过汇聚处的节点向sink节点发送所述数据包；

和/或在所述S4中，聚集后的数据包通过最短路由方式路由到sink节点。

8.一种无线传感网络系统，包括多个传感器节点，至少有一个传感器节点为sink节点，其特征在于，该系统获取除sink节点外其它节点的剩余能量，并根据其它节点的剩余能量分布获取动态环；该系统还包括：

通过广播确定无线传感器网络中所有节点相对所述动态环的跳数；

在所述动态环内：除了可以直接传输到sink节点的节点外，其它节点都采用离心路由方式将数据传输到动态环上；

在所述动态环外：所有节点采用向心路由方式将数据传输到动态环上；

在所述动态环上建立数据传输环路，利用所述数据传输环路将接收的所有数据汇聚至一个节点，并通过所述节点传输至sink节点。

9.如权利要求8所述的无线传感网络系统，其特征在于，所述系统获取动态环的过程包括：

S11，根据每一环内的节点的平均剩余能量，选择出平均剩余能量最大的环距离sink节点的跳数作为动态环的跳数k；

S12，sink节点发起以所述sink节点为中心的k跳离心路由，在每次跳转中选择距离sink节点最远的节点作为下一跳节点，直到节点的跳数为k，获得第一k跳节点；

S13，将第一k跳节点作为动态环的发起节点，发起节点按逆时针或顺时针顺序依次选择距离所述发起节点最远且距离sink节点的跳数也为k的邻居节点作为下一跳节点，直到环行一周回到发起节点，环行一周经过的节点构成动态环，即为环形路由。