[发明专利]一种基于无线传感器网络的协商路由方法

摘要

本发明公开了一种基于无线传感器网络的协商路由方法，包括下述步骤：S1、结合太阳能采集模块改变节点传播半径；S2、结合分层模块进行路径选择，进行路径分层的策略是:以通讯距离为半径，以汇聚节点为圆心进行分层；将节点所处层数记录在节点中；节点进行邻居表建立，通过层数比较，进行邻居表的分类；节点根据分层和邻居表的参数，求出omega系数；S3、设置一个热点记录数字N_hot,作为Req包回传时的附加信息，作为选择节点的判断，尽量减少热点问题；S4、记录下一跳节点的ID，减少已有路径传播数据的选择时间，将已经选择的路径存储在节点中。本发明在选择传播节点时考虑邻居节点的层数，进行优劣性的评定，提高传播路径的效率。

主权项

1.一种基于无线传感器网络的协商路由方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、结合太阳能采集模块改变节点传播半径，步骤S1具体为：太阳光与传感器之间的角度用代表，用系数μ代表节点利用太阳光的效率，则0.5＜μ＜1；考虑到节点在网络中比较均匀的分布，设邻居节点数目为N，节点传输半径为R，则N∝R，当节点越小时，节点的太阳能采集速率越小，考虑到SPIN‑PP算法中，节点采取点对点的方式进行通信，设E_s为源节点由于发送数据消耗的能量，E_adv为发送广告包消耗的能量，E_data为发送数据消耗的能量，则有源节点消耗能量公式为：E_s＝N×E_adv+N×E_data源节点消耗的能量与邻居数N成正相关，所以传感器网路中的传感器通信半径应与节点太阳能采集速率有关系，为了防止节点因为通信半径太短导致源节点没有足够的邻居节点提供选择，采用公式：其中R代表节点传播半径；S2、结合分层模块进行路径选择，进行路径分层的策略是:以S1中计算的R_Node为半径，以汇聚节点为圆心进行分层；将节点所处层数记录在节点中；节点进行邻居表建立，通过层数比较，进行邻居表的分类；节点根据分层和邻居表的参数，求出omega系数具体为：S21、建立邻居表已经对邻居表进行分层，邻居表通过向通信半径发送建立邻居表信息，当建立邻居表后，节点通过层数信息，了解到邻居节点所属层数，根据自身节点层数与邻居节点层数，节点可以判断邻居节点分别与自身的关系；步骤S21中，邻居节点层数与自身节点层数包括三种关系：1)邻居节点层数>自身节点层数；2)邻居节点层数＝自身节点层数；3)邻居节点层数<自身节点层数；根据邻居节点层数与自身节点层数的比较，将邻居表划分为三个更小的区间，分别是最优选择邻居，次优选择邻居，最劣选择邻居，因此，节点存储信息如下：S22、建立方向性传播参数ω(omega)，ω代表节点的优化程度，因为ω是表示节点上一层邻居，下一层邻居，同层邻居数的参数，所以应该与上一层邻居数、下一层邻居数、同层邻居数相关，因此，可以得出相关公式：其中N_low、N_same、N_high、N_all分别代表下一层邻居数，上一层邻居数，同层邻居数；S23、选择传输过程中的节点，通过单跳方式进行传播，即节点每次都只选择一个邻居节点进行数据传输，然而为了选出最优路径，在广告包传播时应该尽可能向优化的节点广播，然后根据ω进行选择，并对节点进行的分类；S3、设置一个能量阈值E_thrshold，用于防止邻居节点不够能量进行传播，只有当邻居节点能量大于能量阈值时，邻居节点才会回传req包，同时，为了防止某一节点成为太多节点的选择，造成网络中节点使用不均匀，形成热点效应问题，设置一个热点记录数字N_hot,当节点N_hot大于设定值时，节点在选择邻居节点时先排除，只有没有适合的邻居节点选择时，才选择最小N_hot系数的节点，尽量减少热点问题，因此req包应加上N_hot；S4、记录下一跳节点的ID，减少已有路径传播数据的选择时间，将已经选择的路径存储在节点中，其格式如下：ID层数邻居表ω参数信息位下一跳ID剩余能量热点当数据在记录不为空的节点传播时，节点首先选择下一跳ID进行单播adv包，若经过一个延迟时间没有接收到req包，则清空记录ID，重新进入选择下一跳节点工作，在选择好下一跳节点后，将下一跳节点ID重新写入节点存储信息中。