一种基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法，根据估算出节点间的链路状态信息和节点的剩余能量信息进行路由预判，采用广播请求-应答方式来建立网络路由，并以先接后断的方式来替换即将损坏的链路来继续转发数据，提高了路由的稳定性，节约了节点的能量消耗，延长了网络的生命周期。本发明提出了一种基于链路稳定性和能量感知的物联网路由修复方法，建立一种先接后断的路由修复机制，综合路由稳定和节点能量的性能指标，通过周期的检测节点的剩余能量和节点间链路状态信息，主动建立转发数据的替换路由，有效控制了网络开销，提高了数据转发率，延长了网络生存周期，降低了网络延迟，提高了网络的稳定度和路由保持时间。
【专利说明】一种基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法
【技术领域】
[0001]本发明属于物联网【技术领域】，尤其涉及一种基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法。
【背景技术】
[0002]在许多实际应用中，由于物联网节点的移动性、能量的有限性和射频距离的有限性，造成网络拓扑结构的频繁变化，如何选择最佳节点的路由策略和路由维护修复机制等是路由技术的难点问题，现有的物联网路由修复算法都是基于链路故障、先断后接的路由修复方法，缺少预判机制，网络消耗大，数据时延大，网络稳定性差。
[0003]由于物联网节点的移动性和能量的有限性等问题，容易造成路由链路的中断，大多路由算法是检测链接失败后，才启动路由修复机制，增加了网络开销、容易造成数据丢失和网络延迟等问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例的目的在于提供一种基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法，旨在解决现有的路由算法是检测链接失败后，才启动路由修复机制，增加了网络开销、容易造成数据丢失和网络延迟的问题。
[0005]本发明实施例是这样实现的，一种基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法，该基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法包括:
[0006]第一步，根据估算出节点间的链路状态信息和节点的剩余能量信息进行路由预判；
[0007]第二步，米用广播请求-应答方式来建立网络路由；
[0008]第三步，并以先接后断的方式来替换即将损坏的链路来继续转发数据；
[0009]先接后断的方式来替换即将损坏的链路来继续转发数据的具体包括:
[0010]步骤一，初始化，设定监控周期T，节点能量阈值Eth，链路稳定阈值Sth ；
[0011]步骤二，判断节点能量Ei是否大于Eth，链路稳定值Si是否大于Sth，是，则转到下一级节点，返回步骤二 ；否，则执行下一步；
[0012]步骤三，判断节点是否为中间节点，是，则执行下一步；否，则判断节点是否为源节点，是源节点则继续转发数据直到能量耗尽，不是源节点则转到目的节点，向源节点发送终止信号数据包；
[0013]步骤四，向I跳邻居节点发送HLP包，判断接收到HLP包的邻居节点是否存在有效路由；是，则执行下一步；否，则判断检测计时器是否结束，检测计时器结束向源节点发送路径更换请求RCR数据包，检测计时器没有结束，返回到上一级节点，返回步骤二 ；
[0014]步骤五，向发送HLP包的节点返回HLP包并更新其自身的路由表，替换路由，返回
步骤一。
[0015]进一步，该基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法的链路稳定性和能量混合模型:
[0016]物联网拓扑结构看做一个无向图的网络模型G = (V，E)，其中V表示一组节点，E表示一组连接节点的边集，P (U，V) = {P0, P1, P2, L, Pj是节点u和节点V之间所有可能路径的集合，Pi是节点u和V的可能路径，选择出节点u到节点V的最优路径，
[0017]链路稳定性和节点剩余能量的公式如下:
【权利要求】
1.一种基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法，其特征在于，该基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法包括: 第一步，根据估算出节点间的链路状态信息和节点的剩余能量信息进行路由预判； 第二步，米用广播请求-应答方式来建立网络路由； 第三步，并以先接后断的方式来替换即将损坏的链路来继续转发数据； 先接后断的方式来替换即将损坏的链路来继续转发数据的具体包括: 步骤一，初始化，设定监控周期T，节点能量阈值Eth，链路稳定阈值Sth ； 步骤二，判断节点能量Ei是否大于Eth，链路稳定值Si是否大于Sth，是，则转到下一级节点，返回步骤二 ；否，则执行下一步； 步骤三，判断节点是否为中间节点，是，则执行下一步；否，则判断节点是否为源节点，是源节点则继续转发数据直到能量耗尽，不是源节点则转到目的节点，向源节点发送终止信号数据包； 步骤四，向I跳邻居节点发送HLP包，判断接收到HLP包的邻居节点是否存在有效路由；是，则执行下一步；否，则判断检测计时器是否结束，检测计时器结束向源节点发送路径更换请求RCR数据包，检测计时器没有结束，返回到上一级节点，返回步骤二 ； 步骤五，向发送HLP包的节点返回HLP包并更新其自身的路由表，替换路由，返回步骤
2.如权利要求1所述的基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法，其特征在于，该基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法的链路稳定性和能量混合模型: 物联网拓扑结构看做一个无向图的网络模型G = (V, E)，其中V表示一组节点，E表示一组连接节点的边集，P (U，V) = {P0, P1, P2, L, PJ是节点u和节点V之间所有可能路径的集合，Pi是节点U和V的可能路径，选择出节点U到节点V的最优路径， 链路稳定性和节点剩余能量的公式如下:
3.如权利要求1或2所述的基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法，其特征在于，该基于链路稳定性和能量感知物联网路由修复方法的路由预判具体方法包括: 步骤一，首先判断接收RREQ的节点中是否存在到达目的节点的有效路由，若存在建立链路； 步骤二，根据公式(I)和公式(2) 分别计算出接收RREQ节点的剩余能量和接收RREQ节点和发送RREQ节点间的链路稳定值； 步骤三，判断接收节点的剩余能量和接收RREQ节点和发送RREQ节点间的链路稳定值是否大于阈值，若小于阈值，则放弃该节点； 步骤四，若大于阈值，在发送RREQ节点中记录满足条件的节点及路径信息，并根据公式(4)选择最优节点转发RREQ包； 步骤五，返回到步骤一，继续执行，直到建立路由。
【文档编号】H04L12/703GK103986648SQ201410189173
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】徐善永, 黄友锐, 韩涛, 曲立国, 凌六一, 唐超礼 申请人:安徽理工大学