专利名称：支持移动性紫蜂无线传感器网络系统及节点移动性的方法
技术领域：
本发明属于移动性设备的数据采集以及移动人员的管理领域，特别是提供了一种支持移动性紫蜂无线传感器网络系统及节点移动性的方法。
背景技术：
紫蜂是一种近年来才兴起的无线网络通信技术标准。无线组网通信是当今工业控制、计算机应用、家庭自动化等方面技术发展的一个热点，而低功耗、低成本的无线网络要求令紫蜂应运而生；紫蜂具有超强的生命力和优势，应用前景十分看好。根据当前紫蜂联盟公布的协议规定，紫蜂网络采用自组网的形式。
紫蜂联盟的规范(ZigBee Alliance，ZigBee Specification version 1.0，June 27，2005)，以节点的省电为优先考虑目标，对有大量节点移动的情况缺乏考虑。当一个新的精简功能节点加入网络，其父节点就会分配一小块存储器来保存与之相关的信息，如果没有多余的存储器空间则新的节点无法加入网络，也就不能与其他设备通信。当一个精简功能节点进入休眠状态时，该精简节点的相关信息仍然被保留在父节点中，这样当次节点重新激活后，可直接与其他节点通信。这样处理的优点是有利于精简节点保持较低的功耗。如果有大量移动节点就很容易使全功能节点设备的存储器被占满，从而使其他移动节点不能加入网络，甚至导致网络的瘫痪。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支持移动性紫蜂无线传感器网络系统及节点移动性的方法。基于紫蜂无线传感器网络，满足移动节点实时加入网络。
本发明的系统由可移动终端节点、位置已知的紫蜂路由节点、紫蜂网络的协调器节点组成。位置已知的紫蜂路由节点和紫蜂网络的协调器节点均为全功能节点设备，可移动终端节点为精简功能节点设备；由紫蜂网络的协调器节点发起，形成了自组网的紫蜂网络，可移动终端节点通过就近的全功能节点位置已知的紫蜂路由节点或紫蜂网络的协调器节点接入到该紫蜂网络。每个全功能节点一旦联系上一个设备，就将该设备的信息填入邻接表中的一项；在全功能节点设备的协议代码中添加邻接表动态管理的功能，在有限的存储容量下实现对大量移动节点的加入与离开网络状态的更新。
在全功能节点设备和精简功能节点设备上修改代码，使全功能节点设备具有了处理大量移动节点加入与离开网络的功能；克服了全功能节点设备由于存储器物理空间的限制而使移动设备不能再加入网络的缺点。
方法在现有紫蜂协议基础上，修改邻接表管理的代码，使邻接表能够动态更新，以使得移动的网络终端设备能够实时加入网络。本发明可广泛适用于有大量可移动紫蜂终端节点的场合，结合该技术可以实现对移动设备的监测和定位。该技术真正意义上实现了紫蜂技术的移动性，对于提高紫蜂网络的组网的容量和灵活性有很大的意义。
实现紫蜂无线传感器网络节点移动性的方法当网络邻接表快满的时候，若再有一个精简功能节点设备加入，加入成功后，全功能节点设备就启动邻接表动态管理机制。首先全功能节点建立一个状态表，状态表记录了与之相关联的可移动终端节点的序号和其是否在网络中。然后全功能节点广播一个只有与其关联的可移动终端节点设备才能收到的询问消息。收到消息后，可移动终端节点设备返回给其父设备一条包含该可移动终端节点设备的物理地址的确认消息。全功能节点每收到精简功能节点传送来的确认消息，就用此物理地址在邻接表中查询，获得该设备对应的序号，然后修改全功能节点开始建立的状态表中与此序号对应的状态标识，使其指示该精简功能节点在网络中。当全功能节点接收完所有的精简功能节点返回信号后，就启动更新邻接表，将未收到确认的精简功能节点设备从全功能节点邻接表中删除。
本发明可广泛应用于对工作人员或是移动设备的监测和定位。该技术真正意义上实现了紫蜂技术的移动性，对于提高紫蜂网络的组网的容量和灵活性有很大的意义。
图1紫蜂网络的系统示意图。
具体实施方法图1为紫蜂网络的系统示意图，可移动终端节点含可移动终端节点、位置已知的紫蜂路由节点、紫蜂网络的协调器节点组成。
当网络邻接表快满的时候，若再有一个精简功能节点设备加入，加入成功后，全功能节点设备就启动邻接表动态管理过程。首先全功能节点建立一个状态表，此状态表包括了当前邻接表中精简功能节点设备在邻接表中的序号，以及表示对应精简功能节点设备是否在网络中的标识符。然后全功能节点广播询问各精简功能节点设备的消息，只有与其关联的精简功能节点设备才能收到此消息。收到消息后，精简功能节点设备立刻给其父设备返回响应信息，其中包括该精简功能节点设备的物理地址。全功能节点设备确认收到的为精简功能节点设备的响应信息，就用精简功能节点设备物理地址在邻接表中查询，获得其对应的序列号，修改全功能节点开始建立的状态表中此序号对应的状态标识符，使其指示该精简功能节点在网络中。当全功能节点接收完所有的精简功能节点返回的确认信号后，就正式执行邻接表更新的过程，将未收到确认的精简功能节点设备从全功能节点邻接表中删除。实时地更新了邻接表的存储空间，使得移动设备能够随时加入到网络中。
详细步骤如下步骤S-1全功能节点每次有新节点加入后，启动邻接表更新初始化过程，其作用首先判断当前邻接表是否已经需要更新，如果不需要更新，初始化过程结束；如果需要更新，就进入到邻接表更新准备过程。
步骤S-2一旦进行邻接表更新过程，全功能节点设备代码中建立一个状态表。然后全功能节点设备广播一个只有与其关联的精简功能节点设备才能收到的询问消息。
步骤S-3发送询问消息，为了保证在网络中的精简功能节点都能收到询问消息，全功能节点设备将广播若干次。当广播完成后，需要启动邻接表更新过程。
步骤S-4精简功能节点设备，通过指定的端口接收从全功能节点传来的询问消息。然后启动发送程序，通过判断接收到的是否为询问消息来决定是否发送自己的物理地址给全功能节点。
步骤S-5全功能节点设备接收精简功能节点返回物理地址过程。如果收到某个精简功能节点返回的带有物理地址的确认信息，就说明此精简功能节点在网络中。然后获得此精简功能节点在邻接表中的序号，最后在所建立的状态表中修改该序号对应的状态标识，使其指示该精简功能节点在网络中。
步骤S-6执行邻接表的更新。在全功能节点接收完所有精简功能节点返回的确认信息后，开始执行邻接表更新。将未收到确认的精简功能节点设备从全功能节点邻接表中删除。
权利要求
1.一种支持移动性的紫蜂无线传感器网络的系统，其特征在于，该系统由可移动终端节点、位置已知的紫蜂路由节点、紫蜂网络的协调器节点组成；位置已知的紫蜂路由节点和紫蜂网络的协调器节点均为全功能节点设备，可移动终端节点为精简功能节点设备；由紫蜂网络的协调器节点发起，形成了自组网的紫蜂网络，可移动终端节点通过就近的全功能节点位置已知的紫蜂路由节点或紫蜂网络的协调器节点接入到该紫蜂网络。每个全功能节点一旦联系上一个设备，就将该设备的信息填入邻接表中的一项；在全功能节点设备的协议代码中添加邻接表动态管理的功能，在有限的存储容量下实现对大量移动节点的加入与离开网络状态的更新。
2.根据权利要求1所述的的系统，其特征在于采用动态存储空间管理，使全功能节点设备具有了处理大量移动节点加入与离开网络的功能；克服了全功能节点设备由于存储器物理空间的限制而使移动设备不能再加入网络的缺点。
3.一种实现紫蜂无线传感器网络节点移动性的方法，其特征在于当网络邻接表快满的时候，若再有一个精简功能节点设备加入，加入成功后，全功能节点设备就启动邻接表动态管理机制；首先全功能节点建立一个状态表，状态表记录了与之相关联的可移动终端节点的序号和其是否在网络中；然后全功能节点广播一个只有与其关联的可移动终端节点设备才能收到的询问消息；收到消息后，精简功能节点设备返回给其父设备一条包含该精简功能节点设备的物理地址的确认消息；全功能节点每收到精简功能节点传送来的确认消息，就用此物理地址在邻接表中查询，获得该设备对应的序号，修改全功能节点开始建立的状态表中此序号对应的状态标识符，使其指示该精简功能节点在网络中；当全功能节点接收完所有的精简功能节点返回信号后，就启动更新邻接表，将未收到确认的精简功能节点设备从全功能节点邻接表中删除。
全文摘要
一种支持移动性紫蜂无线传感器网络系统及节点移动性的方法，属于移动性设备的数据采集以及移动人员的管理技术领域。该系统由可移动终端节点、位置已知的紫蜂路由节点、紫蜂网络的协调器节点组成。由紫蜂网络的协调器节点发起，形成了自组网的紫蜂网络，可移动终端节点通过就近的位置已知的紫蜂路由节点或紫蜂网络的协调器节点接入到该紫蜂网络。每个全功能节点一旦联系上一个设备，就将该设备的信息填入邻接表中的一项；在全功能节点设备的协议代码中添加邻接表动态管理的功能，在有限的存储容量下实现对大量移动节点的加入与离开网络状态的更新；对于提高紫蜂网络的组网的容量和灵活性有很大的意义。
文档编号H04L12/24GK101018170SQ20061016495
公开日2007年8月15日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年12月8日
发明者周贤伟, 杨裕亮, 王丽娜, 杨文星, 李 杰, 张明东 申请人:北京科技大学