專利名稱：一種rfid路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)地址的分配技術(shù)，涉及一種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法。
背景技術(shù)：
在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)必須擁有自己的網(wǎng)絡(luò)地址才能進(jìn)行通信。RFID無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用默認(rèn)的分布式地址分配機(jī)制為節(jié)點(diǎn)分配地址，由于沒(méi)有考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的非均勻性，容易造成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址資源的浪費(fèi)?，F(xiàn)實(shí)無(wú)線RFID網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中由于節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)分布性、以及存在的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)會(huì)造成節(jié)點(diǎn)的非均勻分布，出現(xiàn)部分節(jié)點(diǎn)地址空間富裕、部分節(jié)點(diǎn)地址空間不足的情況。為了解決此問(wèn)題，現(xiàn)有的方法如下 SLAR(Single Level Address Reorganization)算法，針對(duì)路由節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)時(shí)地址空間不夠的問(wèn)題提出通過(guò)增大深度參數(shù)d(d = d+1)減小地址偏移量Cskip(d)從而使父節(jié)點(diǎn)地址空間增大的方案。借地址方案現(xiàn)有的借地址算法主要分為三種1)父節(jié)點(diǎn)地址空間不足時(shí)，通知網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器借地址和分配借來(lái)的空閑地址；2)地址空間不足的父節(jié)點(diǎn)根據(jù)有剩余地址節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)發(fā)出借地址申請(qǐng)并分配空閑地址。以上各種方法的缺點(diǎn)分別在于SLAR算法以深度換取寬度的方法能夠改善路由節(jié)點(diǎn)地址空間不足的狀況，但必然使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)深度變小，且地址重配置操作使組網(wǎng)開(kāi)銷和耗時(shí)增加，所以適用于深度大的網(wǎng)絡(luò)。借地址算法需要記錄空閑地址的提供節(jié)點(diǎn)和使用節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址，以便正確路由數(shù)據(jù)分組。現(xiàn)有的借地址算法能提高節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)率，但沒(méi)有控制借地址的范圍，破壞了傳感網(wǎng)絡(luò)的“位置-地址”關(guān)系，增加樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)的冗余路徑，在簇樹(shù)路由算法運(yùn)行中會(huì)增加額外的路由開(kāi)銷和節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)開(kāi)銷，與傳感網(wǎng)絡(luò)低開(kāi)銷和低成本的特點(diǎn)不相符。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法，該方法能很好地提高節(jié)點(diǎn)地址分配成功率、降低平均通信開(kāi)銷，具體技術(shù)方案如下。一種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法，其特點(diǎn)是引入節(jié)點(diǎn)權(quán)值來(lái)反映節(jié)點(diǎn)分布的非均勻性，節(jié)點(diǎn)地址塊的大小根據(jù)節(jié)點(diǎn)權(quán)值的不同動(dòng)態(tài)分配，該方法包括鄰接表建立過(guò)程、節(jié)點(diǎn)間父子關(guān)系確定過(guò)程和節(jié)點(diǎn)地址值分配過(guò)程。上述的一種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法中，所述鄰接表建立過(guò)程由協(xié)調(diào)器啟動(dòng)，具體包括(I)協(xié)調(diào)器發(fā)送一個(gè)廣播命令Broad,發(fā)起鄰接表建立過(guò)程,廣播命令Broad中鄰居設(shè)備的樹(shù)深度D印th初值為O ;(2)鄰節(jié)點(diǎn)收到廣播命令Broad后將作以下處理①若第一次收到該廣播命令Broad,將在其鄰居表中建立相應(yīng)的記錄,該鄰居表記錄中Depth值為收到的廣播命令中的Depth值+1 ;否則將判斷廣播命令中的Depth值+1是否小于已有鄰居表記錄中對(duì)應(yīng)的Depth值，若小于則替換之，否則不做任何處理；②按照收到的廣播命令的地址，向目標(biāo)發(fā)送一回復(fù)命令A(yù)ck ；目標(biāo)節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的ACK命令，建立一條的子節(jié)點(diǎn)條目記錄表，其子標(biāo)志位置為false ；③若鄰節(jié)點(diǎn)為路由節(jié)點(diǎn)，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)廣播；若為終端節(jié)點(diǎn)，則不轉(zhuǎn)發(fā)廣播。上述的一種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法中，所述節(jié)點(diǎn)間父子關(guān)系確定過(guò)程包括
(I)節(jié)點(diǎn)選擇鄰居表?xiàng)l目中Depth值最小的節(jié)點(diǎn)作為其父節(jié)點(diǎn)，向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令Son-Request ;所述申請(qǐng)命令Son-Request用于地址為Ex_addressl節(jié)點(diǎn)向地址為Ex_address2節(jié)點(diǎn)發(fā)出作為其子節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求，同時(shí)報(bào)告自己的設(shè)備類型De_type、下轄的子節(jié)點(diǎn)數(shù)Unode_number ；(2)父節(jié)點(diǎn)收到子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令Son-Request,在子節(jié)點(diǎn)條目記錄表中查詢,將其子標(biāo)志位置為true，并將下轄節(jié)點(diǎn)數(shù)修改為新的值；(3)若一節(jié)點(diǎn)下轄的子節(jié)點(diǎn)數(shù)值有變化，其將向它的父節(jié)點(diǎn)重新發(fā)子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令 Son-Request ；(4)經(jīng)過(guò)2*Lm個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)信息傳輸時(shí)間，相鄰節(jié)點(diǎn)的父子關(guān)系基本確定；協(xié)調(diào)器和路由節(jié)點(diǎn)將計(jì)算其所屬每個(gè)路由子節(jié)點(diǎn)所占的權(quán)值We i ght。上述的一種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法中，所述節(jié)點(diǎn)地址值分配過(guò)程包括定義Cm和Rm分別為網(wǎng)絡(luò)的全功能設(shè)備所能分配的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)和路由節(jié)點(diǎn)數(shù)，Lffl為網(wǎng)絡(luò)的最大深度，則在網(wǎng)絡(luò)深度為d的路由節(jié)點(diǎn)所能分配的地址塊Cskip(d)值為
l + Cm*(Lm-d-l)，疋=ICskl(d) = \ I+ C -R -C *R (L--d-v>(I)；
slaP、 Jm m m mr> / I
Im協(xié)調(diào)器的位網(wǎng)絡(luò)地址(Net_addreSS)設(shè)為0，其所屬區(qū)域內(nèi)的子節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址(Net_address)分配按照如下策略進(jìn)行，如果子節(jié)點(diǎn)類型為路由節(jié)點(diǎn)，按照式⑵為該子節(jié)點(diǎn)分配地址，
r a — a _|_ I
son-\parent
I丨 (2)
[Aon-, = Aon-O-,) + IwParent * (^) * ^-1 J如果子節(jié)點(diǎn)類型為終端節(jié)點(diǎn)，該子節(jié)點(diǎn)分配地址為
Aon-Z = Aparent + sklp ⑷ * K * J+ ( 3 )其中Asm_z表示終端子節(jié)點(diǎn)的地址，Asmri表示第I個(gè)路由子節(jié)點(diǎn)的地址，Asrari表示第i個(gè)路由子節(jié)點(diǎn)的地址，Wparent表示父節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，Wi^1表示第i_l個(gè)子節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，n表示第n個(gè)路由子節(jié)點(diǎn)，取值范圍為KnS Cffl-Rffl0 上述的一種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法中，所述ACK命令用于地址為Ex_addressl的節(jié)點(diǎn)向地址為Ex_address2的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果本發(fā)明的RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法引入節(jié)點(diǎn)權(quán)值來(lái)反映節(jié)點(diǎn)分布的非均勻性，節(jié)點(diǎn)地址塊的大小根據(jù)節(jié)點(diǎn)權(quán)值的不同動(dòng)態(tài)分配，充分考慮了節(jié)點(diǎn)分布的非均勻性，能很好地提高節(jié)點(diǎn)地址分配成功率、降低平均通信開(kāi)銷。


圖I為本發(fā)明的RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配中鄰接表建立過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)范圍不限于此。本實(shí)例的RFID路由地址分配方法分為三個(gè)階段鄰接表建立、確定節(jié)點(diǎn)間父子關(guān)系、節(jié)點(diǎn)地址值的分配。I、鄰接表建立過(guò)程，如圖I所示首先節(jié)點(diǎn)之間有一個(gè)相互探詢以了解其周?chē)従庸?jié)點(diǎn)狀態(tài)的過(guò)程，該時(shí)間大約為2*Lm個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)信息傳輸時(shí)間。具體過(guò)程如下(I)協(xié)調(diào)器發(fā)送一個(gè)廣播命令Broad，發(fā)起鄰接表建立過(guò)程；其D^th初值為O。(2)鄰節(jié)點(diǎn)收到廣播命令后將作以下處理①若第一次收到該地址節(jié)點(diǎn)的廣播命令，將為其建立相應(yīng)的鄰居表?xiàng)l目，其D印th值為收到的廣播命令中的Depth值+1 ;否則將判斷其Depth值+1是否小于已有條目中對(duì)應(yīng)的Depth值？若小于則將修改之，否則不做任何處理；②按照收到的廣播地址，向目標(biāo)發(fā)送一回復(fù)命令A(yù)ck ;目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的ACK命令，建立可能的子節(jié)點(diǎn)條目記錄；③若為路由節(jié)點(diǎn)，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)廣播；若為終端節(jié)點(diǎn)，則不轉(zhuǎn)發(fā)廣播。2、確定父子關(guān)系，包括如下步驟(I)節(jié)點(diǎn)選擇鄰居表?xiàng)l目中Depth值最小的節(jié)點(diǎn)作為其父節(jié)點(diǎn)，向其發(fā)送子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令Son-Request ；(2)節(jié)點(diǎn)收到子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令，在可能的子節(jié)點(diǎn)條目記錄表中查詢，找到將其子標(biāo)志位置為true,下轄節(jié)點(diǎn)數(shù)修改為新的值；(3)若節(jié)點(diǎn)下轄的子節(jié)點(diǎn)數(shù)值有變化，向父節(jié)點(diǎn)重新發(fā)子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令。(4)經(jīng)過(guò)大約2*Lm個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)信息傳輸時(shí)間，相鄰節(jié)點(diǎn)的父子關(guān)系基本確定。協(xié)調(diào)器和路由節(jié)點(diǎn)將計(jì)算其所屬每個(gè)路由子節(jié)點(diǎn)所占的權(quán)值Weight。3、節(jié)點(diǎn)地址值的分配過(guò)程如下定義Cm和Rm分別為網(wǎng)絡(luò)的全功能設(shè)備所能分配的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)和路由節(jié)點(diǎn)數(shù)，Lffl為網(wǎng)絡(luò)的最大深度，則在網(wǎng)絡(luò)深度為d的路由節(jié)點(diǎn)所能分配的地址塊Cskip(d)值為
l + Cm*(Lm-d-l)，疋=ICsta (d) = \ I+ C -R -C *R {L^d-l)(I)
slaP、 Jm m m mr> / I
I--七1
協(xié)調(diào)器的16位網(wǎng)絡(luò)地址(Net_addreSS)設(shè)為0，其所屬區(qū)域內(nèi)的子節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址(Net_address)分配按照如下策略進(jìn)行。如果子節(jié)點(diǎn)類型為路由節(jié)點(diǎn)，按照式⑵為該子節(jié)點(diǎn)分配地址。
權(quán)利要求
1.ー種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法，包括鄰接表建立過(guò)程、節(jié)點(diǎn)間父子關(guān)系確定過(guò)程和節(jié)點(diǎn)地址值分配過(guò)程，其特征在于引入節(jié)點(diǎn)權(quán)值來(lái)反映節(jié)點(diǎn)分布的非均勻性，節(jié)點(diǎn)地址塊的大小根據(jù)節(jié)點(diǎn)權(quán)值的不同動(dòng)態(tài)分配，所述節(jié)點(diǎn)地址值分配過(guò)程包括 定義Cm和Rm分別為網(wǎng)絡(luò)的全功能設(shè)備所能分配的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)和路由節(jié)點(diǎn)數(shù)，Lm為網(wǎng)絡(luò)的最大深度，則在網(wǎng)絡(luò)深度為d的路由節(jié)點(diǎn)所能分配的地址塊Cskip(d)值為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法，其特征在于所述鄰接表建立過(guò)程由協(xié)調(diào)器啟動(dòng)，具體包括 (1)協(xié)調(diào)器發(fā)送ー個(gè)廣播命令Broad,發(fā)起鄰接表建立過(guò)程,廣播命令Broad中鄰居設(shè)備的樹(shù)深度D印th初值為0 ; (2)鄰節(jié)點(diǎn)收到廣播命令Broad后將作以下處理 ①若第一次收到該廣播命令Broad，將在其鄰居表中建立相應(yīng)的記錄，該鄰居表記錄中Depth值為收到的廣播命令中的Depth值+1 ;否則將判斷廣播命令中的Depth值+1是否小于已有鄰居表記錄中對(duì)應(yīng)的Depth值，若小于則替換之，否則不做任何處理； ②按照收到的廣播命令的地址，向目標(biāo)發(fā)送一回復(fù)命令A(yù)ck；目標(biāo)節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的ACK命令，建立一條的子節(jié)點(diǎn)條目記錄表，其子標(biāo)志位置為false ； ③若鄰節(jié)點(diǎn)為路由節(jié)點(diǎn)，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)廣播；若為終端節(jié)點(diǎn)，則不轉(zhuǎn)發(fā)廣播。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法，其特征在于所述ACK命令用于地址為Ex_addressl的節(jié)點(diǎn)向地址為Ex_address2的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法，其特征在于所述節(jié)點(diǎn)間父子關(guān)系確定過(guò)程包括 (1)節(jié)點(diǎn)選擇鄰居表?xiàng)l目中Depth值最小的節(jié)點(diǎn)作為其父節(jié)點(diǎn)，向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令Son-Request ;所述申請(qǐng)命令Son-Request用于地址為Ex_addressl節(jié)點(diǎn)向地址為Ex_address2節(jié)點(diǎn)發(fā)出作為其子節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求，同時(shí)報(bào)告自己的設(shè)備類型De_type、下轄的子節(jié)點(diǎn)數(shù) Unode_number ； (2)父節(jié)點(diǎn)收到子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令Son-Request,在子節(jié)點(diǎn)條目記錄表中查詢,將其子標(biāo)志位置為true,并將下轄節(jié)點(diǎn)數(shù)修改為新的值；(3)若ー節(jié)點(diǎn)下轄的子節(jié)點(diǎn)數(shù)值有變化，其將向它的父節(jié)點(diǎn)重新發(fā)子節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)命令^on-Request ； (4)經(jīng)過(guò)2*Lm個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)信息傳輸時(shí)間，相鄰節(jié)點(diǎn)的父子關(guān)系基本確定；協(xié)調(diào)器和路由節(jié)點(diǎn)將計(jì)算其所屬姆個(gè)路由子節(jié)點(diǎn)所占的權(quán)值Weight。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種RFID路由節(jié)點(diǎn)地址分配方法，該方法包括鄰接表建立過(guò)程、節(jié)點(diǎn)間父子關(guān)系確定過(guò)程和節(jié)點(diǎn)地址值分配過(guò)程，其特點(diǎn)是引入節(jié)點(diǎn)權(quán)值來(lái)反映節(jié)點(diǎn)分布的非均勻性，節(jié)點(diǎn)地址塊的大小根據(jù)節(jié)點(diǎn)權(quán)值的不同動(dòng)態(tài)分配。該方法充分考慮了節(jié)點(diǎn)分布的非均勻性，能很好地提高節(jié)點(diǎn)地址分配成功率、降低平均通信開(kāi)銷。
文檔編號(hào)H04L29/12GK102739817SQ20121013346
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者余松森, 楊健, 湯庸, 肖應(yīng)旺 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)