[发明专利]一种能够局部按需建簇的无线传感器网络路由方法

摘要

本发明公开了一种能够局部按需建簇的无线传感器网络路由方法，通过该方法，可以实现无线传感器网络中的一种节点能耗保护的路由机制，并且通过局部按需快速建簇减少了原来的全网建簇的能源消耗。在网络最开始的运行过程中，传感器各个节点基本能量饱满，而且一般只有少许的节点需要进行数据传输，这时让网络中的各个节点进行AODV式的平面路由，保证网络的高扩展性及能量的低损耗。当网络运行一段时间后，可能在某个局部区域网络开始趋于频繁的数据传递，或者某个节点因为频繁的发送数据而造成它能量消耗过快，这时需要对这个热点区域进行局部分簇，防止网络中的某些节点能量消耗过快，形成“死点”。当网络一些局部节点进行了簇首建立并按照分簇层次式结构进行数据发送后，簇内的节点时刻监听它所在簇的簇首能量状态，并在必要时发起换簇申请。

主权项

1、一种能够局部按需建簇的无线传感器网络路由方法，其特征在于：在传感器网络部署完成最开始的运行过程中，传感器各个节点能量饱满，而且一般只有少许的节点需要进行数据传输，这时让网络中的各个节点进行平面路由；在平面式路由阶段，网络中的任意节点Ni，首先初始化路由参数，然后按照AODV方式路由数据，同时监听邻居节点发送的报文情况；在平面式路由中如果节点Ni监听到邻居节点有发起建簇申请，则选择一个簇首，并加入该簇结构中，并以非簇首节点身份进入层次式路由阶段；如果节点Ni没有监听到邻居节点发起建簇申请，则根据监听的邻居发送报文情况，估算邻居节点的剩余能量和估算区域内的网络通信频繁度，决定是否需要建簇；如果不需要建簇，则继续采用平面式路由方式；如果需要建簇，则节点Ni发起建簇申请，并以簇首节点身份进入层次式路由阶段；在层次式路由阶段，节点Ni为簇首节点则发起建簇申请，将愿意加入本簇的邻居节点加入到簇结构中，然后按照层次式路由转发数据，同时监听簇内非簇首节点是否发送换簇申请；如果没有非簇首节点发起换簇申请，则继续以自身为簇首进行层次式路由；当有非簇首节点发送换簇申请，则根据这些非簇首节点的能量和自身能量，决定是否同意非簇首节点的换簇申请，如果同意，则解散原有的簇；如果不同意，则继续以自身为簇首进行层次式路由；在层次式路由阶段，节点Ni为非簇首节点则选择一个簇首NA加入簇结构，按照层次式路由转发数据，同时非簇首节点Ni监听簇首节点NA发送报文的情况。非簇首节点Ni如果监听到簇首节点NA发来的解散簇的消息，则退出簇结构，并进入平面式路由；否则，非簇首节点Ni根据监听的簇首节点NA发送报文情况估算簇首节点NA的能量，并判断是否需要发起换簇申请，如果不需要发起换簇申请，则继续以非簇首节点身份执行层次式路由；当需要发起换簇申请时，非簇首节点Ni向簇首节点NA发送换簇申请，并等到簇首节点NA的回复，如果簇首节点NA同意换簇申请，则发起建簇申请，并以簇首节点身份进入层次式路由；否则继续以非簇首节点身份执行层次式路由。