專利名稱：時(shí)延約束的基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種時(shí)延約束的基于模糊梯度的無 線傳感網(wǎng)路由方法。
背景技術(shù)：
隨著無線傳感網(wǎng)研究的深入，無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)逐漸進(jìn)入實(shí)用階段，因此產(chǎn)生對(duì)環(huán) 境檢測(cè)結(jié)果可視化、多樣化、細(xì)粒度的要求，保障服務(wù)質(zhì)量QoS的無線傳感網(wǎng)作為一個(gè)重要 的研究方向。并且隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和復(fù)雜度的增加，單Sink的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)要 求。而對(duì)于兩個(gè)甚至多個(gè)Sink節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)通過不同路徑發(fā)送給就近的 Sink節(jié)點(diǎn)，一次數(shù)據(jù)可以通過多個(gè)Sink同時(shí)進(jìn)行收集，不僅分擔(dān)了單Sink的負(fù)荷，也在一 定程度上避免了網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)的出現(xiàn)，減小數(shù)據(jù)延遲。多Sink模式的應(yīng)用比較廣泛，比如在軍 事應(yīng)用中，要檢測(cè)前沿陣地?cái)撤交顒?dòng)情況，可通過在陣地上拋撒無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，形成自組 織的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)在己方陣地兩端部署兩個(gè)高性能的Sink負(fù)責(zé)收集各節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)。無線傳感網(wǎng)是一種新型的無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)靜態(tài)隨機(jī)分布于某一區(qū) 域。無線傳感網(wǎng)中大量傳感節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域內(nèi)的聲音、電磁或地震信號(hào)等多種數(shù)據(jù)，匯聚傳輸 到匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink節(jié)點(diǎn))，形成“多對(duì)一”流量特點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)布設(shè)密度高， 節(jié)點(diǎn)感知信息具有冗余性等特點(diǎn)。傳感節(jié)點(diǎn)一般采用電池供電，而且一經(jīng)部署后，電池通常 無法更換，因此能耗是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要問題。由于傳感器節(jié)點(diǎn)具有相同的有限的初 始能量，距離Sink較遠(yuǎn)的傳感器節(jié)點(diǎn)消耗的能量較大，并且受到無線環(huán)境惡化的影響更容 易造成能量的嚴(yán)重?fù)p失，因此這些節(jié)點(diǎn)成了 “熱點(diǎn)”。路由建立、維護(hù)以及數(shù)據(jù)傳送過程中， 可能使某些節(jié)點(diǎn)過多的消耗能量而導(dǎo)致過早死亡形成“熱點(diǎn)問題”，如果這類節(jié)點(diǎn)處于網(wǎng)絡(luò) 連通的關(guān)鍵位置，則會(huì)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓狀態(tài)，以致無法完成正常的感知任務(wù)。時(shí)延約束 是無線傳感網(wǎng)的重要的QoS指標(biāo)，其于應(yīng)用密切相關(guān)，直接影響無線傳感網(wǎng)的可用性和應(yīng) 用范圍。為了延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命，減少冗余數(shù)據(jù)的傳送能起到一定的作用，但不能從根本上解 決這個(gè)問題。傳感網(wǎng)中單個(gè)節(jié)點(diǎn)有限的計(jì)算及存儲(chǔ)能力很難使節(jié)點(diǎn)的路由策略具有全局知 識(shí)，不合理的路由選擇策略反而會(huì)導(dǎo)致傳輸跳數(shù)過多，通信過程中某些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的路由策 略消耗太多能量，不利于網(wǎng)絡(luò)整體能耗的均衡。通過對(duì)無線傳感網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)剩余能量分布的分析、能量耗盡節(jié)點(diǎn)與能量富足節(jié)點(diǎn)位 置的分析及路徑的分析，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間與能量利用是否均衡之間相關(guān)。一個(gè)能夠高 效平衡地利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以顯著的增加網(wǎng)絡(luò)生命周期，最大化網(wǎng)絡(luò)生存時(shí) 間路由主要解決不同節(jié)點(diǎn)能量消耗的均衡問題，使整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)的整體能耗達(dá)到均衡， 所有節(jié)點(diǎn)能夠幾乎同時(shí)在同一時(shí)刻死亡。針對(duì)此特點(diǎn)，現(xiàn)已提出許多節(jié)能路由協(xié)議如DD， LEACH等，這類協(xié)議在一定程度上延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命，然而，降低能量消耗策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)生存期優(yōu) 化并不充分，僅依賴該策略可能導(dǎo)致過多使用部分節(jié)點(diǎn)的能量資源，使這些節(jié)點(diǎn)過早失效， 成為網(wǎng)絡(luò)生存期的瓶頸，未能從能量均衡的角度合理利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的有限能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)出一種時(shí)延約束的基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方法。本 發(fā)明從能量均衡的角度設(shè)計(jì)研究路由協(xié)議，本發(fā)明的該方法開銷小，滿足時(shí)延約束，延長(zhǎng)網(wǎng) 絡(luò)壽命。本發(fā)明所要解決的是在多Sink環(huán)境下，解決路由算法中頻繁使用同一路徑帶來 的網(wǎng)絡(luò)能量消耗不平衡的問題。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所述時(shí)延約束的基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方 法包括以下步驟
步驟一，匯聚節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送用于建立匯聚梯度的RINIT廣播命令包； 步驟二，接收到所述RINIT廣播命令包的傳感節(jié)點(diǎn)解析RINIT廣播命令包的內(nèi)容，并根 據(jù)所述RINIT廣播命令包的內(nèi)容設(shè)定或更新傳感節(jié)點(diǎn)自身到匯聚節(jié)點(diǎn)的距離/跳數(shù)；
步驟三，數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的所有中間傳感節(jié)點(diǎn)選擇離自己最近的節(jié)點(diǎn)作為目的Sink 節(jié)占.
I— /、、、
步驟四，利用模糊梯度模型將其滿足時(shí)延約束鄰節(jié)點(diǎn)根據(jù)到目的Sink的梯度函數(shù)進(jìn) 行梯度分級(jí)，并選定某等級(jí)，在被選中的等級(jí)中利用質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)，選擇該級(jí)中最優(yōu)質(zhì)量節(jié) 點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)；
步驟五，重復(fù)步驟三、步驟四，直到傳感數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)。所述步驟二的具體實(shí)現(xiàn)過程為
Al、傳感節(jié)點(diǎn)上電啟動(dòng)后，若第一次收到所述RINIT廣播命令包，則傳感節(jié)點(diǎn)設(shè)定自身 到發(fā)出所述RINIT廣播命令包的匯聚節(jié)點(diǎn)的距離；
A2、若所述傳感節(jié)點(diǎn)已經(jīng)收到過所述RmiT廣播命令包，則傳感節(jié)點(diǎn)設(shè)定或更新自身 到發(fā)出所述RINIT廣播命令包的匯聚節(jié)點(diǎn)的距離，將鄰居節(jié)點(diǎn)加入到相應(yīng)滿足和不滿足時(shí) 延約束的路由表中；
A3、判斷發(fā)出所述RINIT廣播命令包的生命周期是否結(jié)束，若是則停止轉(zhuǎn)發(fā)所述RINIT 廣播命令包，若不是則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)所述RINIT廣播命令包。所述的步驟三中，數(shù)據(jù)傳輸過程中總是選擇滿足時(shí)延約束的最近匯聚節(jié)點(diǎn)作為目 的Sink，傳輸過程中有可能改變傳輸?shù)哪康腟ink節(jié)點(diǎn)。所述步驟四的實(shí)現(xiàn)過程為所述傳感節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包后，首先判斷自身節(jié)點(diǎn)的滿 足時(shí)延約束的鄰居節(jié)點(diǎn)的梯度函數(shù)進(jìn)行梯度分級(jí)，其次概率選定某等級(jí)，在選中的等級(jí)中 利用質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)，選擇該級(jí)中最優(yōu)質(zhì)量節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。所述RINIT廣播命令包包括發(fā)送RINIT廣播命令包的Sink節(jié)點(diǎn)的類型、源地址、 最大擴(kuò)散跳數(shù)、接收到RINIT廣播命令包的傳感節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)/距離。本發(fā)明的有益效果是時(shí)延約束多Sink應(yīng)用場(chǎng)景中，支持最短距離路由基礎(chǔ)上提 供多路徑路由協(xié)議，這將避免某一區(qū)域負(fù)載過高而其它區(qū)域沒有負(fù)載或負(fù)載偏低的現(xiàn)象， 通過利用模糊，能量消耗最大的節(jié)點(diǎn)不是同一節(jié)點(diǎn)，讓更多節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，保持網(wǎng)絡(luò)負(fù)載 平衡，更加均衡地利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量，延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存期。該算法是能量感知的分布 式算法，滿足應(yīng)用需求的時(shí)延約束，其原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)且具有良好的伸縮性。


圖1本發(fā)明中Sink節(jié)點(diǎn)周期發(fā)送路由梯度建立幀(RINIT)的流程。圖2本發(fā)明節(jié)點(diǎn)接收到RINIT幀的處理過程。圖3本發(fā)明節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送到Sink節(jié)點(diǎn)處理流程。圖4本發(fā)明路由梯度建立幀RINIT幀的格式。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的一種時(shí)延約束基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方法，其對(duì)負(fù)載均衡 路由方法的主要設(shè)計(jì)框架為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的所有中間傳感節(jié)點(diǎn)首先選擇離自己最近 的節(jié)點(diǎn)作為目的Sink節(jié)點(diǎn)，然后利用模糊梯度模型將其滿足時(shí)延約束鄰節(jié)點(diǎn)根據(jù)到目的 Sink的梯度函數(shù)進(jìn)行梯度分級(jí)，并選定某等級(jí)，在被選中的等級(jí)中利用質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)，選擇 該級(jí)中最優(yōu)質(zhì)量節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。一、首先本發(fā)明的系統(tǒng)滿足以下條件的假定
1)、所布設(shè)的N個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)ns，且N個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)具有相同的初始能量。2)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中共有M個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink節(jié)點(diǎn)，用s表示)。3)、這些傳感節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)具有相同的無線覆蓋半徑且信道時(shí)對(duì)稱的。二、本發(fā)明關(guān)于最近Sink選擇
1)、匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink節(jié)點(diǎn))以周期Tsink周期性的發(fā)送路由梯度建立幀RINIT，傳感節(jié) 點(diǎn)通過廣播的方式建立到Sink節(jié)點(diǎn)的路由表。2)、傳輸過程中總是選擇到Sink距離最小的節(jié)點(diǎn)作為目的Sink。3)、此表項(xiàng)的生存期是Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由梯度建立幀的N倍。實(shí)現(xiàn)上述路由的技術(shù)步驟
S2-1節(jié)點(diǎn)接收到路由梯度建立幀RINIT ；
S2-2判斷包中到Sink節(jié)點(diǎn)距離是否大于節(jié)點(diǎn)路由表中到Sink節(jié)點(diǎn)的距離，若否轉(zhuǎn)到 S2-3，若是轉(zhuǎn)到S2-4 ；
S2-3按數(shù)據(jù)包到Sink的時(shí)延約束分成滿足約束條件的路由表和不滿足約束的路由 表，修改添加相應(yīng)的路由表，寫入到該Sink的梯度值，設(shè)置路由生存時(shí)間，生存時(shí)間到期 后，刪除該條表項(xiàng)，S2-4;
S2-4減小該廣播包的生存半徑TTL，增大到Sink節(jié)點(diǎn)的距離以及時(shí)延梯度，判斷TTL 是否大于零，若是，轉(zhuǎn)到S2-5，否則轉(zhuǎn)到S2-6 ； S2-5廣播該控制包； S2-6丟棄該廣播包。三、本發(fā)明關(guān)于基于模糊梯度的下一跳節(jié)點(diǎn)選擇
1)、攜帶傳送傳感數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)首先將自己的鄰居節(jié)點(diǎn)按到Sink的梯度模糊分級(jí)，利用 模糊隸屬度函數(shù)將鄰居傳感節(jié)點(diǎn)分為三個(gè)等級(jí)，實(shí)現(xiàn)了精簡(jiǎn)的高梯度集，儲(chǔ)備資源豐富的 中梯度集，以及潛在的低梯度集。2)、傳感節(jié)點(diǎn)將其滿足時(shí)延約束的鄰居節(jié)點(diǎn)按到目的Sink的梯度劃分成低、中、 高三等級(jí)，根據(jù)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)分別以概率PL，PM和PH選擇這三個(gè)等級(jí)，此概率設(shè)置凸顯高梯度集的優(yōu)勢(shì)，又能保證中低梯度集充當(dāng)下一跳節(jié)點(diǎn)的可能。3)、在選定的梯度集中，根據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)選取質(zhì)量最優(yōu)節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)，其 中質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)根據(jù)應(yīng)用需求選擇相應(yīng)參數(shù)的函數(shù)，如參數(shù)可以是時(shí)延、節(jié)點(diǎn)剩余能量等。實(shí)現(xiàn)上述路由的技術(shù)步驟
S3-1目的Sink節(jié)點(diǎn)是否在節(jié)點(diǎn)的鄰居表內(nèi)，若有，轉(zhuǎn)S3-8 ；否則，轉(zhuǎn)S3-2 ； S3-2利用模糊隸屬度函數(shù)，將該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)集中滿足時(shí)延約束的節(jié)點(diǎn)按到Sink 的梯度分為三個(gè)等級(jí)；
S3-3產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)R e(0，1)；
S3-4若Re(0，&)，則選擇低梯度節(jié)點(diǎn)集，轉(zhuǎn)到S3-6 ；否則轉(zhuǎn)S3-5 ； S3-5若R e (.Pl, A+/y，則選擇中梯度節(jié)點(diǎn)集，轉(zhuǎn)到S3-6 ；否則選擇高梯度集，執(zhí)行 S3-6 ；
S3-6根據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)選取質(zhì)量最優(yōu)節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱惶?jié)點(diǎn)； S3-7傳感節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送給下一跳節(jié)點(diǎn)； S3-8數(shù)據(jù)發(fā)送給目的Sink?，F(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明如下
對(duì)照?qǐng)D1，本實(shí)例的匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink節(jié)點(diǎn))周期性發(fā)送路由建立幀RINIT，其幀格式如圖 4，其中包含該幀擴(kuò)散的最大半徑以及到匯聚節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。其中路由建立幀建立的擴(kuò)散最大 半徑可以隨著應(yīng)用的改變而靈活配置，匯聚節(jié)點(diǎn)廣播該幀的流程如下 Sl-I Sink節(jié)點(diǎn)上電; S1-2設(shè)置定時(shí)器，等待其超時(shí)；
51-3定時(shí)器超時(shí)，發(fā)送路由建立幀RINIT，轉(zhuǎn)到S1-2。對(duì)照?qǐng)D2，路由建立幀的處理流程是
52-1節(jié)點(diǎn)接收到路由建立幀RINIT;
S2-2判斷包中到Sink節(jié)點(diǎn)跳數(shù)是否大于節(jié)點(diǎn)路由表中到Sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，若否轉(zhuǎn)到 S2-3，若是轉(zhuǎn)到S2-4 ；
S2-3修改添加路由表，設(shè)置路由的生存時(shí)間，生存時(shí)間到期后，刪除該條路由，S2-4 ； S2-4減小該廣播包中的生存半徑TTL，增大到Sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，判斷TTL是否大于 零，若是，轉(zhuǎn)到S2-5，否則轉(zhuǎn)到S2-6 ； S2-5轉(zhuǎn)發(fā)該廣播包；
52-6丟棄該廣播包。對(duì)照?qǐng)D3，節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)的處理流程是
53-1本節(jié)點(diǎn)是否是Sink節(jié)點(diǎn)，若是，數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束；否則，轉(zhuǎn)S3-2；
S3-2計(jì)算本傳感節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的距離，選擇距離最短Sink作為目的Sink T，判斷 T是否為空或T不等于數(shù)據(jù)原目的Sink sx，若否，轉(zhuǎn)S3-3，若是，轉(zhuǎn)S3-4，； S3-3修改數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康腟ink為T ；
S3-4目的Sink節(jié)點(diǎn)是否在節(jié)點(diǎn)的鄰居表內(nèi)，若有，轉(zhuǎn)S3-8 ；否則，轉(zhuǎn)S3-5 ； S3-5利用模糊隸屬度函數(shù)，將節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的按到Sink的梯度分為三個(gè)等級(jí)； S3-6產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)R e(0，1)；
S3-7若R e (0，&)，則選擇低梯度節(jié)點(diǎn)集，轉(zhuǎn)到S3-9 ；否則轉(zhuǎn)S3-8 ；S3-8若Re(A，Pl +&)，則選擇中梯度節(jié)點(diǎn)集，轉(zhuǎn)到S3-9 ；否則選擇高梯度集，執(zhí)行 S3-9 ；
S3-9根據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)選取質(zhì)量最優(yōu)節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱惶?jié)點(diǎn)； S3-10傳感節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送給下一跳節(jié)點(diǎn)； S3-11數(shù)據(jù)發(fā)送給目的Sink。
本發(fā)明的特點(diǎn)是本發(fā)明針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感節(jié)點(diǎn)能量、計(jì)算能力等受限、 節(jié)點(diǎn)隨機(jī)密集布設(shè)、匯聚節(jié)點(diǎn)比傳感節(jié)點(diǎn)資源豐富的特點(diǎn)，在時(shí)延受限情況下，著重考慮相 鄰傳感節(jié)點(diǎn)間負(fù)載均衡，有效的延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壽命，提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。在大規(guī)模無線傳 感網(wǎng)絡(luò)中，匯聚節(jié)點(diǎn)確定相鄰匯聚節(jié)點(diǎn)的劃分區(qū)域后，通過本發(fā)明所述方法使在相鄰匯聚 節(jié)點(diǎn)區(qū)域中的傳感節(jié)點(diǎn)可以改變節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)傳輸?shù)降哪康膮R聚節(jié)點(diǎn)，傳感節(jié)點(diǎn)可一跳或 多跳到達(dá)變更后的目的匯聚節(jié)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)延約束的基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在于所述路由方法包 括以下步驟步驟一，匯聚節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送用于建立匯聚梯度的RINIT廣播命令包；步驟二，接收到所述RINIT廣播命令包的傳感節(jié)點(diǎn)解析RINIT廣播命令包的內(nèi)容，并根 據(jù)所述RmiT廣播命令包的內(nèi)容設(shè)定或更新傳感節(jié)點(diǎn)自身到匯聚節(jié)點(diǎn)的距離/跳數(shù)；步驟三，數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的所有中間傳感節(jié)點(diǎn)選擇離自己最近的節(jié)點(diǎn)作為目的Sink 節(jié)點(diǎn)。 步驟四，利用模糊梯度模型將其滿足時(shí)延約束鄰節(jié)點(diǎn)根據(jù)到目的Sink的梯度函數(shù)進(jìn) 行梯度分級(jí)，并選定某等級(jí)，在被選中的等級(jí)中利用質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)，選擇該級(jí)中最優(yōu)質(zhì)量節(jié) 點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)；步驟五，重復(fù)步驟三、步驟四，直到傳感數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延約束的基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在 于所述步驟二的具體實(shí)現(xiàn)過程為Al、傳感節(jié)點(diǎn)上電啟動(dòng)后，若第一次收到所述RINIT廣播命令包，則傳感節(jié)點(diǎn)設(shè)定自身 到發(fā)出所述RINIT廣播命令包的匯聚節(jié)點(diǎn)的距離；A2、若所述傳感節(jié)點(diǎn)已經(jīng)收到過所述RINIT廣播命令包，則傳感節(jié)點(diǎn)設(shè)定或更新自身 到發(fā)出所述RINIT廣播命令包的匯聚節(jié)點(diǎn)的距離，將鄰居節(jié)點(diǎn)加入到相應(yīng)滿足和不滿足時(shí) 延約束的路由表中；A3、判斷發(fā)出所述RINIT廣播命令包的生命周期是否結(jié)束，若是則停止轉(zhuǎn)發(fā)所述RINIT 廣播命令包，若不是則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)所述RINIT廣播命令包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延約束的基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在 于步驟三中，數(shù)據(jù)傳輸過程中總是選擇滿足時(shí)延約束的最近匯聚節(jié)點(diǎn)作為目的Sink，傳輸 過程中有可能改變傳輸?shù)哪康腟ink節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延約束的基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在 于步驟四的實(shí)現(xiàn)過程為所述傳感節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包后，首先判斷自身節(jié)點(diǎn)的滿足時(shí)延約束 的鄰居節(jié)點(diǎn)的梯度函數(shù)進(jìn)行梯度分級(jí)，其次概率選定某等級(jí)，在選中的等級(jí)中利用質(zhì)量評(píng) 價(jià)函數(shù)，選擇該級(jí)中最優(yōu)質(zhì)量節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延約束的基于模糊梯度的無線傳感網(wǎng)路由方法，其特征在 于所述RINIT廣播命令包包括發(fā)送RINIT廣播命令包的Sink節(jié)點(diǎn)的類型、源地址、最大擴(kuò) 散跳數(shù)、接收到RINIT廣播命令包的傳感節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)/距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種時(shí)延約束基于模糊梯度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由實(shí)現(xiàn)方法，包括最近匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink節(jié)點(diǎn))的選擇和梯度的模糊分級(jí)實(shí)現(xiàn)步驟。本發(fā)明針對(duì)無線傳感網(wǎng)時(shí)延約束能量有限，每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)總是沿著基站Sink的方向?qū)?shù)據(jù)包傳送到它的相鄰節(jié)點(diǎn)，直到數(shù)據(jù)到達(dá)Sink為止，傳感網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常出現(xiàn)某些節(jié)點(diǎn)過早耗盡，其它傳感器節(jié)點(diǎn)仍有大量的能量剩余的情況，著重考慮節(jié)點(diǎn)的路由，平衡各傳感節(jié)點(diǎn)的能耗，有效提高網(wǎng)絡(luò)能耗效率、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。
文檔編號(hào)H04W40/10GK102111817SQ20111007398
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2011年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月26日
發(fā)明者張唯易, 張帥, 李鳳榮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所, 中國(guó)科學(xué)院嘉興無線傳感網(wǎng)工程中心