专利名称：网络拓扑控制方法、装置和拓扑结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络拓扑控制方法、装置和拓扑结构。
背景技术：
无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是集信息采集、信息处理、信息 传输于一体的综合智能的无线通信系统。它一般由一个sink(汇聚)节点和大量随机部署 在监测区域的传感器节点所构成，传感器节点感知、采集和处理监测区域中感知对象的信 息，并将所述信息按照一定的发射功率传送给汇聚节点。由于传感器节点体积微小，只能配备有限的电源，在部分应用场合下，更换电池几 乎不可能的，这使得传感器节点的寿命在很大程度上依赖于电池的寿命，而一旦出现传感 器节点寿命到期的情况，就会影响到整个网络的拓扑结构，从而破坏网络的连通性。因此，如何高效利用节点能量是无线传感器网络拓扑控制和路由算法追求的一个 重要目标，目前应用较多的一种技术是统一功率分配算法，即确定一个能够维持网络连通 性的最小平均功率，然后全网的各个传感器节点统一用该功率向汇集点发送数据。但是当网络中传感器节点分布不均勻时，那么所选取的最小平均功率可能会很 大，起不到节省节点能量的目的。
发明内容
本发明实施例提供了一种网络拓扑控制方法、装置和拓扑结构，降低了节点间的 能量消耗。为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案本发明实施例一种网络拓扑控制方法，包括以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息，所述统计广播功率小于预先 设置的全网统一发射功率；检查接收到的节点统计广播应答信息，统计发送节点统计广播应答信息的节点， 以所述全网统一发射功率向簇内节点发送交接询问广播信息，所述交接询问广播信息中携 带有发送节点统计广播应答信息的节点的标识信号，所述节点统计广播应答信息为簇内节 点对所述节点统计广播信息的应答信息；检查接收到的交接询问应答信息，若有节点的交接询问应答信息中没有携带相应 的转发节点的标识信号，则提高统计广播功率，重新向簇内节点发送节点统计广播信息，直 到所有节点的交接询问应答信息中都携带有相应的转发节点的标识信号，此时的统计广播 功率为簇头发射功率，所述转发节点的标识信号根据所述发送节点统计广播应答信息的节 点的标识信号计算得到，所述交接询问应答信息为簇内节点对所述交接询问广播信息的应 答信息；以全网统一发射功率发送正式交接广播信息。本发明实施例一种网络拓扑控制方法，包括接收到簇头发送的节点统计广播信息后，向簇头发送携带自身标识信号的节点统
5计广播应答信息，所述节点统计广播应答信息为对所述节点统计广播信息的应答信息；接收到簇头发送的交接询问广播信息后，从交接询问广播信息携带的发送所述节 点统计广播应答信息的节点的标识信号中，找出离自身最近的邻居节点，并将到所述邻居 节点的距离与到簇头的距离进行比较；若到所述邻居节点的距离与到簇头的距离相同或更 近，则将所述邻居节点作为相应的转发节点，反馈携带所述邻居节点的标识信号的交接询 问应答信息，若到簇头的距离更近则反馈不带参数的交接询问应答信息，所述交接询问应 答信息为对所述交接询问广播信息的应答信息。本发明实施例一种网络拓扑控制装置，包括统计广播模块，用于以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息；统计模块，用于接收所述簇内节点发送的节点统计广播应答信息，并统计发送所 述节点统计广播应答信息的节点的的标识信号，所述节点统计广播应答信息为簇内节点对 所述节点统计广播信息的应答信息；交接询问广播模块，用于以全网统一发射功率向簇内节点发送交接询问广播信 息，所述交接询问广播信息中携带有所述统计模块统计出的节点的标识信号；检测模块，用于接收所述簇内节点发送的交接询问应答信息，并检测所述交接询 问应答信息中是否携带相应的转发节点的标识信号，所述转发节点的标识信号根据所述统 计模块统计出的，发送节点统计广播应答信息的节点的标识信号计算得到，所述交接询问 应答信息为簇内节点对所述交接询问广播信息的应答信息；功率确定模块，用于根据所述检测模块的检测结果，查找是否存在没有携带相应 的转发节点的标识信号的交接询问应答信息，如果存在，则提高统计广播功率，直到所有的 交接询问应答信息中均携带ID，则将此时的统计广播功率为簇头发射功率；正式交接广播模块，用于在所述功率确定模块确定出所述簇头发射功率后，以全 网统一发射功率发送正式交接广播信息。本发明实施例一种网络拓扑控制装置，包括统计广播接收模块，用于接收簇头发送的节点统计广播信息；统计应答模块，用于向所述簇头发送节点统计广播应答信息，所述节点统计广播 应答信息携带有自身的标识信号，所述节点统计广播应答信息为对所述节点统计广播信息 的应答信息；距离比较模块，用于接收所述簇头发送的交接询问广播信息，所述交接询问广播 信息携带有发送所述节点统计广播应答信息的节点的标识信号，从所述节点的标识信号中 找出离自身最近的邻居节点，并比较自身与所述邻居节点和与簇头距离的远近程度；反馈模块，用于根据所述距离比较模块的比较结果，向所述簇头反馈相应的交接 询问应答信息，若到所述邻居节点的距离与到簇头的距离相同或更近，则将所述邻居节点 作为相应的转发节点，反馈携带所述邻居节点的标识信号的交接询问应答信息，若到簇头 的距离更近则反馈不带参数的交接询问应答信息，所述交接询问应答信息为对所述交接询 问广播信息的应答信息。本发明实施里一种网络拓扑结构，包括多个簇，所述一个簇包括簇头，至少一个 转发节点和至少一个普通节点；所述簇头，用于以簇头发射功率给所述转发节点发送信息，同所述转发节点保持通信，进行正常的数据交换；所述转发节点，用于将簇头发送的信息转发给所述普通节点，所述簇头与所述普 通节点之间通过所述转发节点转发数据而保持通信。本发明实施例通过将网络中传感器节点形成分簇拓扑，为簇头节点选择簇头发射 功率，并设置转发节点，使得簇头与转发节点直接通信，簇头与其他普通节点通过转发节点 转发数据而保持通信，从而降低了传感器节点之间通信所需要消耗的能量，节省了传感器 节点的能量。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种网络拓扑控制方法流程图；图2为本发明实施例提供的一种网络拓扑控制方法流程图；图3为本发明实施例提供的一种网络拓扑控制装置结构图；图4为本发明实施例提供的一种网络拓扑控制装置结构图；图5为本发明实施例提供的一种网络拓扑结构的示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。为了解决现有技术方案能量消耗过大的问题，本发明实施例提供了一种网络拓扑 控制方法、装置和拓扑结构。下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。如图1所示，本发明实施例提供的网络拓扑控制方法，包括101、以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息，所述统计广播功率小于 预先设置的全网统一发射功率；在簇头首次发送节点统计广播信息之前，需先将网络中传感器节点按照一定的成 簇算法形成分簇拓扑，所述成簇算法在一个实施例中可以是Leachdowenergy adaptive clustering hierarchy，低功耗自适应集簇分层)算法，在另一个实施例中也可以是 HEED (hybrid energy-efficient, distributedclustering，混合能量高效分布式分簇)算 法或者 PAGASIS (power-efficientgathering in sensor information systems,传感信息 系统中的能量有效收集)算法等成簇算法；并在簇内预先设置适当的全网节点统一发射功 率，即全网统一发射功率，该全网统一发射功率为网内各簇中，簇头向簇内所有节点进行信 息发送所需的功率。簇头以小于全网统一发射功率的统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信 息，在簇头首次发送节点统计广播信息时，所述统计广播功率一般取全网统一发射功率的一半，当然可以理解的是，在另一个实施例中，所述统计广播功率也可以为全网统一发射功 率的三分之一、三分之二或者其它比例数值；102、检查接收到的节点统计广播应答信息，统计发送节点统计广播应答信息的节 点，以全网统一发射功率向簇内节点发送交接询问广播信息，所述交接询问广播信息中携 带有发送节点统计广播应答信息的节点的标识信号，所述标识信号可以为节点的ID，当然 可以理解的是，在其他实施例中，也可以是其他能够区分节点的参数，为方便描述，本发明 以下实施例中均用节点的ID描述节点的标识信号。簇头以小于全网统一发射功率的统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信 息，簇内有部分节点会收到所述节点统计广播信息，并发送节点统计广播应答信息，簇头接 收到所述节点统计广播应答信息后，将发送节点统计广播应答信息的节点的ID记录下来， 并作为参数携带于交接询问广播信息中，以全网统一发射功率向簇内节点发送所述交接询 问广播信息；簇头以全网统一发射功率发送交接询问广播信息，所述交接询问广播信息中携带 有发送节点统计广播应答信息的节点ID，簇内所有节点均能收到所述交接询问广播信息之 后，从所述交接询问广播信息携带的ID中找出离自己最近的邻居节点，并将到所述邻居节 点的距离与到簇头的距离进行比较，若到所述邻居的距离与到簇头的距离相同或更近，则 将所述邻居节点作为相应的转发节点，反馈携带该邻居节点ID的交接询问应答信息，若到 簇头的距离更近则反馈一个不带参数的交接询问应答信息，若其自身的ID包含在交接询 问广播信息携带的节点ID中，则反馈一个携带自身ID的交接询问应答信息；103、检查接收到的交接询问应答信息，若有节点的交接询问应答信息中没有携带 ID则提高统计广播功率，返回步骤101，重新向簇内节点发送节点统计广播信息，直到所有 节点的交接询问应答信息中都携带有一个ID ；若所有节点的交接询问应答信息中都携带 有一个ID，则此时的统计广播功率为簇头发射功率。需要说明的是，本发明以下实施例中的 所提到的簇头发射功率的含义均与本实施例中的描述相同。簇头收到节点的交接询问应答消息后，检查接收到的交接询问应答信息，若有节 点的交接询问应答信息中没有携带ID，则提高统计广播功率，重新向簇内节点发送节点统 计广播信息，直到所有节点的交接询问应答信息中都携带有一个ID。104、以全网统一发射功率发送正式交接广播信息。以全网统一发射功率发送正式交接广播信息，能确保簇内节点均能收到所述正式 交接广播信息，正式交接广播信息用于将节点的数据转发任务交接给各自对应的转发节 点ο簇头将以簇头发射功率发送信息，能接收到簇头以簇头发射功率发送的信息的节 点为转发节点，其它节点为普通节点。此后，簇头以簇头发射功率与转发节点保持通信，通 过转发节点与普通节点保持通信。本发明实施例通过以上技术方案，确定了簇头发射功率，并确定了簇头、转发节 点、普通节点及其相互之间的对应关系，使得簇头可以只与转发节点以簇头发射功率进行 通信，与普通节点通过转发节点的数据转发而保持通信，从而节省了簇头与节点之间通信 而需要消耗的能量。如图2所示，本发明实施例一种网络拓扑控制方法，包括
201、接收到簇头发送的节点统计广播信息后，向簇头发送携带自己ID的节点统 计广播应答信息；簇头以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息，收到所述节点统计广播 信息的节点，向簇头发送节点统计广播应答信息，所述节点统计广播应答信息携带着发送 节点统计广播应答信息的节点的ID ；202、接收到簇头发送的交接询问广播信息后，从交接询问广播信息携带的ID中， 找出离自己最近的邻居节点，并将到所述邻居节点的距离与到簇头的距离进行比较，若到 所述邻居的距离与到簇头的距离相同或更近，则将所述邻居节点作为相应的转发节点，反 馈携带该邻居节点ID的交接询问应答信息，若到簇头的距离更近则反馈一个不带参数的 交接询问应答信息；簇头以全网统一发射功率发送交接询问广播信息，所述交接询问广播信息中携带 有发送节点统计广播应答信息的节点ID，簇内所有节点均能收到所述交接询问广播信息， 之后，从所述交接询问广播信息携带的ID中找出离自己最近的邻居节点，并将到所述邻居 节点的距离与到簇头的距离进行比较，若到所述邻居的距离与到簇头的距离相同或更近， 则将该邻居节点作为自己的转发节点，并反馈携带该邻居节点ID的交接询问应答信息，若 到簇头的距离更近则反馈一个不带参数的交接询问应答信息，若其自身的ID包含在交接 询问广播信息携带的节点ID中，则反馈一个携带自身ID的交接询问应答信息；簇头收到节点的交接询问应答消息后，检查接收到的交接询问应答信息，若有节 点的交接询问应答信息中没有携带ID，则提高统计广播功率，重新向簇内节点发送节点统 计广播信息，直到所有节点的交接询问应答信息中都携带有一个ID。本发明实施例提供的上述技术方案，通过比较与簇头和与邻居节点之间的距离， 向簇头反馈相应的交接询问应答信息。簇头根据所述交接询问应答信息中是否都含有节点 ID来调节统计广播功率，最终实现所有的交接询问应答信息中均含有节点ID，此时转发节 点以及普通节点与转发节点之间的对应关系得到了确定，簇内转发拓扑结构正式形成。本发明实施例通过以上技术方案，确定了簇头发射功率，并确定了簇头、转发节 点、普通节点及其相互之间的对应关系，使得簇头可以只与转发节点以簇头发射功率进行 通信，与普通节点通过转发节点的数据转发而保持通信，从而节省了簇头与节点之间通信 而需要消耗的能量。本发明实施例提供的网络拓扑控制方法，在簇内转发拓扑结构形成后，对于转发 节点和普通节点的对应关系，可通过两种方式告知全网，下面将分别介绍第一种方式在簇头发送的正式交接广播信息中，携带有转发节点与普通节点的 对应关系。当节点接收到所述正式交接广播信息后，即可从中找到对应的转发节点，则可通 过所述转发节点与簇头保持数据通信。第二种方式当节点发送携带邻居ID的交接询问应答信息之后，将所述邻居ID存储下来，若此时节点内已存储有邻居节点的ID，则将原存储的邻居节点ID覆盖，保存最新 的邻居节点ID。当接收到簇头发送的正式交接广播信息后，此时存储的邻居节点的ID即是所对 应的转发节点的ID，可通过所述转发节点与簇头保持数据通信。
本发明实施例通过以上技术方案，将普通节点与转发节点的对应关系告知全网， 簇内转发拓扑结构正式形成后，簇头可以只与转发节点以簇头发射功率进行通信，通过与 普通节点相对应的转发节点的数据转发而与所述普通节点保持通信，从而节省了簇头与节 点之间通信而需要消耗的能量。如图3所示，本发明实施例提供的一种网络拓扑控制装置，包括统计广播模块301，用于以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息；所述统计广播功率小于预先设置的全网统一发射功率，所述节点统计广播信息携带簇头节点的ID。统计模块302，用于接收所述簇内节点发送的节点统计广播应答信息，并统计发送 所述统计广播应答信息的节点的节点ID ；在统计广播模块301以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息之后，接 到所述广播信息的簇内节点向簇头发送节点统计广播应答信息，所述节点统计广播应答信 息中携带有所述接到广播信息的簇内节点的节点ID。交接询问广播模块303，用于以全网统一发射功率向簇内节点发送交接询问广播 信息，所述交接询问广播信息中携带有所述统计模块统计出的节点ID ；所述交接询问广播信息携带有发送节点统计广播应答信息的节点ID，簇内节点接 收到所述交接询问广播信息后，会向所述簇头回应交接询问应答信息。检测模块304，用于接收所述簇内节点发送的交接询问应答信息，并检测所述交接 询问应答信息中是否携带相应的转发节点的ID，所述ID的标识信号根据所述统计模块统 计出的，发送节点统计广播应答信息的节点的ID计算得到，所述交接询问应答信息为簇内 节点对所述交接询问广播信息的应答信息；功率确定模块305，用于根据所述检测模块的检测结果，查找是否存在没有携带 ID的交接询问应答信息，如果存在，则提高统计广播功率，直到所有的交接询问应答信息中 均携带ID，则将此时的统计广播功率确定为簇头发射功率；正式交接广播模块306，用于在所述功率确定模块301确定出所述簇头发射功率 后，以全网统一发射功率发送正式交接广播信息。在正式交接广播模块306发送的正式交接广播信息中，携带有转发节点与普通节 点的对应关系。当节点接收到所述正式交接广播信息后，即可从中找到对应的转发节点，则 可通过所述转发节点与簇头保持数据通信。本发明实施例通过以上技术方案，确定了簇头发射功率，使得簇头可以只与转发 节点以簇头发射功率进行通信，与普通节点通过转发节点的数据转发而保持通信，从而节 省了簇头与节点之间通信而需要消耗的能量。本发明实施例提供的一种网络拓扑控制装置，还包括分簇模块307，用于在所述统计广播模块301发送节点统计广播信息前，设置全网 统一发射功率，并将网络中传感器节点按照成簇算法形成分簇拓扑。本发明实施例通过以上技术方案，预先将网络中的节点按照成簇算法形成分簇拓 扑，并确定了簇头发射功率，使得簇头可以只与转发节点以簇头发射功率进行通信，与普通 节点通过转发节点的数据转发而保持通信，从而节省了簇头与节点之间通信而需要消耗的 能量°
如图4所示，本发明实施例提供的一种网络拓扑控制装置，包括统计广播接收模块401，用于接收簇头发送的节点统计广播信息；统计应答模块402，用于向所述簇头发送节点统计广播应答信息，所述节点统计广播应答信息为，对所述统计广播模块接收的节点统计广播信息的应答信息，所述节点统计 广播应答信息携带有自身的ID;距离比较模块403，用于接收所述簇头发送的交接询问广播信息，所述交接询问广 播信息携带有发送所述节点统计广播应答信息的节点ID，从所述节点ID中找出离自身最 近的邻居节点，并比较自身与所述邻居节点和与簇头距离的远近程度；反馈模块404，用于根据所述距离比较模块的比较结果，向所述簇头反馈相应的交 接询问应答信息，若到所述邻居节点的距离与到簇头的距离相同或更近，则将所述邻居节 点作为相应的转发节点，反馈携带该邻居ID的交接询问应答信息，若到簇头的距离更近则 反馈不带参数的交接询问应答信息，所述交接询问应答信息为，对所述距离比较模块接收 的交接询问广播信息的应答信息。本发明实施例提供的网络拓扑控制装置，通过设置转发节点为簇头和普通节点的 通信进行数据转发，从而节省了簇内节点之间通信而需要消耗的能量。本发明实施例提供的一种网络拓扑控制装置，还包括存储模块405，用于存储邻居ID ；提取模块406，用于在接收到簇头发送的正式交接广播信息后，从存储模块405中 提取储存的所述ID。当节点发送携带邻居ID的交接询问应答信息之后，将所述邻居ID存储下来，若 此时节点内已存储有邻居节点的ID，则将原存储的邻居节点ID覆盖，保存最新的邻居节点 ID ；通过存储所述邻居ID，当接收到簇头发送的正式交接广播信息后，此时存储的邻 居节点的ID即是所对应的转发节点的ID，可通过所述转发节点与簇头保持数据通信。本发明实施例通过设置存储模块和提取模块，从而使普通节点能够将其所对应转 发节点的ID进行保存，当接收到簇头发送的正式交接广播信息后，通过提取模块将所述ID 进行提取，可直接与所保存ID所对应得转发节点进行通信，实现了簇内转发结构的形成， 节省了网络能量。本发明实施例提供的一种网络拓扑控制装置，还包括读取模块407，用于从接收到的簇头发送的携带有转发节点与普通节点对应关系 的正式交接广播信息中读取与自身对应的转发节点信息。本发明实施例通过设置读取模块，在当节点接收到所述正式交接广播信息后，通 过读取模块407读取到所述转发节点信息，即可通过所述转发节点与簇头保持数据通信， 实现了簇内转发结构的形成，节省了网络能量。如图5所示，本发明实施例提供的一种网络拓扑结构，包括多个簇，线条代表簇与 簇之间的分界线。其中一个簇包括簇头，至少一个转发节点和至少一个普通节点；所述簇头，用于以簇头发射功率给所述转发节点发送信息，同所述转发节点保持 通信，进行正常的数据交换；所述转发节点，用于将簇头发送的信息转发给所述普通节点，所述簇头与所述普通节点之间通过所述转发节点转发数据而保持通信。在本发明提供的网络拓扑结构中，先将网络中传感器节点按照一定的成簇算法形 成分簇拓扑，并在簇内预先设置适当的全网节点统一发射功率；簇头以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息，所述统计广播功率小于 预先设置的全网统一发射功率，所述节点统计广播信息携带簇头节点的ID ；在簇头首次发 送节点统计广播信息时，所述统计广播功率一般取全网统一发射功率的一半，当然可以理 解的是，在另一个实施例中，所述统计广播功率也可以为全网统一发射功率的三分之一、三 分之二或者其它比例数值；
所述成簇算法在一个实施例中可以是Leach(low energy adaptiveclustering hierarchy，低功耗自适应集簇分层)算法，在另一个实施例中也可以是HEED (hybrid energy-efficient, distributed clustering,混合能量高效分布式分簇)算法或者 PAGASIS (power-efficient gathering in sensor information systems,传感信息系统中 的能量有效收集)算法等成簇算法；并在簇内预先设置适当的全网节点统一发射功率，即 全网统一发射功率，该全网统一发射功率为网内各簇中，簇头向簇内所有节点进行信息发 送所需的功率。簇内节点接收到簇头发送的节点统计广播信息后，向簇头发送携带自己ID的节 点统计广播应答信息；簇头检查接收到的节点统计广播应答信息，统计发送节点统计广播应答信息的节 点，以全网统一发射功率向簇内节点发送交接询问广播信息，所述交接询问广播信息中携 带有发送节点统计广播应答信息的节点ID ；簇内节点接收到簇头发送的交接询问广播信息后，从交接询问广播信息携带的ID 中，找出离自己最近的邻居节点，并将到所述邻居节点的距离与到簇头的距离进行比较， 若到所述邻居的距离与到簇头的距离相同或更近则反馈携带该邻居ID的交接询问应答信 息，若到簇头的距离更近则反馈一个不带参数的交接询问应答信息；簇头检查接收到的交接询问应答信息，若有节点的交接询问应答信息中没有携带 ID则提高统计广播功率，则重新向簇内节点发送节点统计广播信息，直到所有节点的交接 询问应答信息中都携带有一个ID ；若所有节点的交接询问应答信息中都携带有一个ID，则 此时的统计广播功率为簇头发射功率；簇头以全网统一发射功率发送正式交接广播信息，簇内节点接收到所述正式交接 广播信息后，簇内转发拓扑结构正式形成，就全网来说，在网内各簇中，由于簇头可以只与 转发节点以簇头发射功率进行通信，通过与普通节点相对应的转发节点的数据转发而与所 述普通节点保持通信，从而显著节省了网内节点之间通信而需要消耗的能量。本发明实施例通过将网络中传感器节点形成分簇拓扑，为簇头节点选择簇头发射 功率，并设置转发节点，使得簇头与转发节点直接通信，簇头与其他普通节点通过转发节点 转发数据而保持通信，从而降低了传感器节点之间通信所需要消耗的能量，达到了节省传 感器节点能量的目的。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以 通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，如ROM/ RAM、磁碟或光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为 准。
权利要求
一种网络拓扑控制方法，其特征在于，包括以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息，所述统计广播功率小于预先设置的全网统一发射功率；检查接收到的节点统计广播应答信息，统计发送节点统计广播应答信息的节点，以所述全网统一发射功率向簇内节点发送交接询问广播信息，所述交接询问广播信息中携带有发送节点统计广播应答信息的节点的标识信号，所述节点统计广播应答信息为簇内节点对所述节点统计广播信息的应答信息；检查接收到的交接询问应答信息，若有节点的交接询问应答信息中没有携带相应的转发节点的标识信号，则提高统计广播功率，重新向簇内节点发送节点统计广播信息，直到所有节点的交接询问应答信息中都携带有相应的转发节点的标识信号，此时的统计广播功率为簇头发射功率，所述转发节点的标识信号根据所述发送节点统计广播应答信息的节点的标识信号计算得到，所述交接询问应答信息为簇内节点对所述交接询问广播信息的应答信息；以全网统一发射功率发送正式交接广播信息。
2.根据权利要求1所述的网络拓扑控制方法，其特征在于，在所述以统计广播功率向 簇内节点发送节点统计广播信息的步骤之前还包括设置全网统一发射功率，并将网络中传感器节点按照成簇算法形成分簇拓扑。
3.根据权利要求1所述的网络拓扑控制方法，其特征在于，所述正式交接广播信息携 带转发节点与普通节点的对应关系，所述转发节点为能接收到以所述簇头发射功率发送信 息的节点。
4.根据权利要求1所述的网络拓扑控制方法，其特征在于，所述以全网统一发射功率 发送正式交接广播信息，还包括以簇头发射功率发送信息与转发节点保持通信，通过转发节点与普通节点保持通信。
5.一种网络拓扑控制方法，其特征在于，包括接收到簇头发送的节点统计广播信息后，向簇头发送携带自身标识信号的节点统计广 播应答信息，所述节点统计广播应答信息为对所述节点统计广播信息的应答信息；接收到簇头发送的交接询问广播信息后，从交接询问广播信息携带的发送所述节点统 计广播应答信息的节点的标识信号中，找出离自身最近的邻居节点，并将到所述邻居节点 的距离与到簇头的距离进行比较；若到所述邻居节点的距离与到簇头的距离相同或更近， 则将所述邻居节点作为相应的转发节点，反馈携带所述转发节点的标识信号的交接询问应 答信息，若到簇头的距离更近则反馈不带参数的交接询问应答信息，所述交接询问应答信 息为对所述交接询问广播信息的应答信息。
6.根据权利要求5所述的网络拓扑控制方法，其特征在于，所述反馈携带该邻居节点 标识信号的交接询问应答信息的步骤还包括储存所述邻居节点标识信号；接收到簇头发送的正式交接广播信息后，提取储存的所述标识信号，与所储存节点标 识信号对应的节点通信。
7.根据权利要求5所述的网络拓扑控制方法，其特征在于，还包括接收到簇头发送携带有转发节点与普通节点对应关系的正式交接广播信息后，从中找到对应的转发节点，与对应的转发节点通信。
8.—种网络拓扑控制装置，其特征在于，包括统计广播模块，用于以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息； 统计模块，用于接收所述簇内节点发送的节点统计广播应答信息，并统计发送所述节 点统计广播应答信息的节点的的标识信号，所述节点统计广播应答信息为簇内节点对所述 节点统计广播信息的应答信息；交接询问广播模块，用于以全网统一发射功率向簇内节点发送交接询问广播信息，所 述交接询问广播信息中携带有所述统计模块统计出的节点的标识信号；检测模块，用于接收所述簇内节点发送的交接询问应答信息，并检测所述交接询问应 答信息中是否携带相应的转发节点的标识信号，所述转发节点的标识信号根据所述统计模 块统计出的，发送节点统计广播应答信息的节点的标识信号计算得到，所述交接询问应答 信息为簇内节点对所述交接询问广播信息的应答信息；功率确定模块，用于根据所述检测模块的检测结果，查找是否存在没有携带相应的转 发节点的标识信号的交接询问应答信息，如果存在，则提高统计广播功率，直到所有的交接 询问应答信息中均携带标识信号，则将此时的统计广播功率为簇头发射功率；正式交接广播模块，用于在所述功率确定模块确定出所述簇头发射功率后，以全网统 一发射功率发送正式交接广播信息。
9.根据权利要求8所述的网络拓扑控制装置，其特征在于，还包括分簇模块，用于在所述统计广播模块发送节点统计广播信息前，设置全网统一发射功 率，并将网络中传感器节点按照成簇算法形成分簇拓扑。
10.一种网络拓扑控制装置，其特征在于，包括统计广播接收模块，用于接收簇头发送的节点统计广播信息； 统计应答模块，用于向所述簇头发送节点统计广播应答信息，所述节点统计广播应答 信息携带有自身的标识信号，所述节点统计广播应答信息为对所述节点统计广播信息的应 答信息；距离比较模块，用于接收所述簇头发送的交接询问广播信息，所述交接询问广播信息 携带有发送所述节点统计广播应答信息的节点的标识信号，从所述节点的标识信号中找出 离自身最近的邻居节点，并比较自身与所述邻居节点和与簇头距离的远近程度；反馈模块，用于根据所述距离比较模块的比较结果，向所述簇头反馈相应的交接询问 应答信息，若到所述邻居节点的距离与到簇头的距离相同或更近，则将所述邻居节点作为 相应的转发节点，反馈携带所述邻居节点的标识信号的交接询问应答信息，若到簇头的距 离更近则反馈不带参数的交接询问应答信息，所述交接询问应答信息为对所述交接询问广 播信息的应答信息。
11.根据权利要求10所述的网络拓扑控制装置，其特征在于，还包括 存储模块，用于存储所述邻居节点标识信号；提取模块，用于在接收到簇头发送的正式交接广播信息后，从存储模块提取储存的所 述标识信号。
12.根据权利要求10所述的网络拓扑控制装置，其特征在于，还包括读取模块，用于从接收到的簇头发送的携带有转发节点与普通节点对应关系的正式交接广播信息中读取与自身对应的转发节点信息。
13.—种网络拓扑结构，其特征在于，包括多个簇，所述一个簇包括簇头，至少一个转 发节点和至少一个普通节点；所述簇头，用于以簇头发射功率给所述转发节点发送信息，同所述转发节点保持通信， 进行正常的数据交换；所述转发节点，用于将簇头发送的信息转发给所述普通节点，所述簇头与所述普通节 点之间通过所述转发节点转发数据而保持通信。
14.根据权利要求13所述的网络拓扑结构，其特征在于所述普通节点还用于，接收到簇头发送的交接询问广播信息后，从所述信息中携带的 节点的标识信号中，找出离自身最近的邻居节点，并将到所述邻居节点的距离与到簇头的 距离进行比较；并根据比较结果反馈是否携带相应的转发节点的标识信号的交接询问应答 fn息；所述簇头还用于，接收到所述交接询问应答信息后，调整统计广播功率重新向簇内节 点发送节点统计广播信息，直到所有节点的交接询问应答信息中都携带有相应的转发节点 的标识信号，此时的统计广播功率为簇头发射功率。
全文摘要
本发明实施例公开了一种网络拓扑控制方法、装置和拓扑结构，涉及通信技术领域。为解决现有技术能量消耗过大的问题而发明。本发明网络拓扑控制方法包括以统计广播功率向簇内节点发送节点统计广播信息；统计发送节点统计广播应答信息的节点，以全网统一发射功率向簇内节点发送交接询问广播信息；检查接收到的交接询问应答信息，若有交接询问应答信息中没有携带ID则提高统计广播功率，重新发送节点统计广播信息，直到所有节点的交接询问应答信息中都携带有一个ID；以全网统一发射功率发送正式交接广播信息。本发明实施例降低了传感器节点之间通信所需要消耗的能量，达到了节省传感器节点能量的目的。
文档编号H04W52/02GK101835232SQ20091011924
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者张兴炜 申请人:华为技术有限公司