[发明专利]一种基于生成树的无线传感网拓扑构建方法

摘要

一种基于生成树的无线传感网拓扑构建方法，包括以下步骤：1)进行邻居侦测，根据从邻居节点返回的消息计算出各个邻居节点成为其(父亲节点)子节点的最大概率，然后将临时子节点进行降序排列并且生成关系表；2)进行子节点选择，计算确定子节点的个数，然后向各个将被确定为子节点的临时子节点发送该关系表与确认消息，没有收到关系表与确认消息的临时子节点将等待自我救赎；3)自我救赎，暂未被父亲节点确定为子节点的临时子节点想自己覆盖范围的节点广播Hello消息，并在等待时间范围内接收到邻居节点的回复消息，则其自我救赎成功。本发明能量利用率较高、网络生命长。

主权项

1.一种基于生成树的无线传感网拓扑构建方法，其特征在于：包括以下步骤：1)进行邻居侦测：传感网络初始化后，全网各节点便处于Initial状态，生成树构造起始于Sink节点，所述Sink节点为父亲节点，标记其为Active状态；Sink节点向四周广播Hello消息，并设定等待时间，在其通信覆盖范围的节点接收到该数据包后向Sink节点发送Parent Confirm消息，并把自身标为Temporary状态；在此回复的过程中，这些临时子节点也将根据接收信号强度计算得出与父亲节点的距离附在确认消息中发回给准父亲节点，Sink节点在接收到确认消息包后，按照式(1)对临时子节点进行降序排列并生成关系表：P(x,y)=ω·ExEmax+(1-ω)·d(x,y)---(1)]]>其中，x是标记为临时状态的子节点，y为准父亲节点，E_x为节点x的剩余能量，E_max为节点最大能量，ω为加权值，且满足ω∈(0,1)，d(x，y)为节点x、y的距离，P(x，y)则为节点x成为节点y子节点的最大概率；2)进行子节点选择：父亲节点根据生成的关系表通过式(2)计算直接承认的子节点个数：其中，表示向下取整操作，N_c为计算得出的子节点个数，N_t为父亲节点接收临时子节点统计的个数，δ则为随机产生当前节点拥有子节点的控制因子，且δ∈[0.5,1]；父亲节点在确定子节点个数后，向请求确认的临时子节点发送降序列表，同时向已得到自己确认的子节点发送Child Confirm确认消息，向未进入正式子节点名单的临时子节点发送Check Child消息；一旦先前的临时子节点接收到准父亲节点的Child Confirm消息，立即把自己标注为Active状态，并开始执行自身的邻居侦测过程；而接收到Check Child消息的临时子节点则暂时依旧保持Temporary状态，同时等待自我救赎的机会；3)进行自我救赎：在自我救赎阶段中，暂时未被父亲节点确定为子节点的临时子节点，得到二次机会；这些处于Temporary状态的临时子节点向自己通信覆盖范围的节点广播Hello消息，并仍然设定等待时间等待其他节点回复；如果在等待时间范围内接收到邻居节点的回复消息，则证明网络中仍有节点未被覆盖，因此该临时子节点抓住这二次机会，自我救赎成功，转为Active状态，成为正式子节点。