[发明专利]一种下一代无线传感器网络路由的实现方法

摘要

本发明提供了一种下一代无线传感器网络路由的实现方法，所述无线传感器网络包括四类节点：接入路由器，簇首节点，簇内节点和新节点；一个无线传感器网络只包含一个接入路由器，并通过接入路由器接入互联网，簇首节点为获取IPv6地址的全功能节点，簇内节点为获取IPv6地址的部分功能节点，新节点为没有获取IPv6地址的全功能节点或者部分功能节点；如果一个新节点是全功能节点即全功能新节点，且在一个簇首节点的一跳范围内，且没有邻居新节点是部分功能节点即部分功能新节点，它则转入休眠状态；通过地址树可以自动实现路由，无需存储路由数据也无需路由建立过程，因此提高了路由效率，降低了路由延迟，提高了通信质量。

主权项

1.一种下一代无线传感器网络路由的实现方法，其特征在于，所述无线传感器网络包括四类节点：接入路由器，簇首节点，簇内节点和新节点；一个无线传感器网络只包含一个接入路由器，并通过接入路由器接入互联网，簇首节点为获取IPv6地址的全功能节点，簇内节点为获取IPv6地址的部分功能节点，新节点为没有获取IPv6地址的全功能节点或者部分功能节点；如果一个新节点是全功能节点即全功能新节点，且在一个簇首节点的一跳范围内，且没有邻居新节点是部分功能节点即部分功能新节点，它则转入休眠状态；一个无线传感器网络划分为两个以上的簇，其中，簇首节点为固定的全功能节点，簇内节点为可移动的部分功能节点；接入路由器和所有簇首节点构建成一个树状结构，做为地址树，地址树的根节点为接入路由器；地址树能够自动实现路由；无线传感器网络节点的IPv6地址由三部分组成，第一部分是全局路由前缀，一个无线传感器网络中所有节点的全局路由前缀都相同，所有节点的全局路由前缀的值等于同一个无线传感器网络中接入路由器的全局路由前缀；第二部分为簇ID，一个簇中所有簇内节点的簇ID都相同，其值等于相同簇簇首节点的簇ID；第三部分为簇内节点ID，其值在簇内具有唯一性；簇ID和簇内节点ID构成链路地址；接入路由器和簇首节点的簇内节点ID为0；簇ID划分为两个以上层次，k比特代表一个层次，一个簇ID的最大层次L如公式(1)所示：其中i表示簇ID的比特长度；当无线传感器网络启动时，执行地址配置初始化操作，全功能新节点获取具有全球唯一性的IPv6地址并转化为簇首节点，同时构成地址树；部分功能新节点获取具有全球唯一性的IPv6地址并转化为簇内节点，同时构成簇；初始状态下，所有节点均为新节点，并且采用MAC地址作为临时链路地址；在新节点配置链路地址之前，由临时链路地址来标识；在无线传感器网络中，新节点在一跳范围内定期广播信标帧，新节点源地址为其临时链路地址；全功能新节点通过接收邻居全功能新节点广播的信标帧获取与邻居全功能新节点的角度和距离；如果全功能新节点X与邻居全功能新节点Y的相对角度大于等于0度且小于等于180度，则全功能新节点X将邻居全功能新节点Y的权值设置为0；接入路由器与所有的邻居全功能新节点之间的相对角度均大于180且小于360；如果接入路由器或者全功能新节点X与邻居全功能新节点Y1的相对角度α_X-Y1大于180度且小于360度，距离为d_X-Y1，接入路由器或者全功能新节点X与邻居全功能新节点Y2的相对角度α_X-Y2大于180度且小于360度，距离为d_X-Y2，那么接入路由器或者全功能新节点X通过下述算法来比较邻居全功能新节点Y1和邻居全功能新节点Y2的权重：1）如果α_X-Y1<α_X-Y2，那么接入路由器或者全功能新节点X判定邻居全功能新节点Y1的权值大于邻居全功能新节点Y2；2）如果α_X-Y1=α_X-Y2且d_X-Y1>d_X-Y2，那么接入路由器或者全功能新节点X判定邻居全功能新节点Y1的权值大于邻居全功能新节点Y2；3）如果α_X-Y1=α_X-Y2且d_X-Y1=d_X-Y2，那么接入路由器或者全功能新节点X判定邻居全功能新节点Y1和邻居全功能新节点Y2的位置重叠，接入路由器或者全功能新节点X通知其中任意一个节点进入休眠状态。