一种在无线传感器网络中规划路由的方法及装置制造方法

文档序号:7824193阅读:176来源:国知局
一种在无线传感器网络中规划路由的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种在无线传感器网络中规划路由的方法及装置,通过在获取第一无线传感器节点的实际链路的度时,判断所述第一无线传感器节点的实际链路的度与预先设置的度D的大小;若所述第一无线传感器节点的实际链路的度为D-1,根据预先设置的第一规则获取所述第一无线传感器节点到第二无线传感器节点的所有路径;根据预先设置的算法获取每一条路径的权重;获取所述所有路径中权重最小的路径,将所述权重最小的路径作为所述第一无线传感器节点到所述第二无线传感器节点的路径,从而实现在无线传感器网络中节点度受限情况下基于动态规划方法的点对点最优数据路由的方法。
【专利说明】一种在无线传感器网络中规划路由的方法及装置

【技术领域】
[0001] 本发明实施例涉及无线传感器网络领域,尤其涉及一种在无线传感器网络中规划 路由的方法及装置。

【背景技术】
[0002] 目前,数据路由问题是无线传感器网络中研宄最广泛问题之一。一般说来,一个部 署好的无线传感器网络是由一组无线传感节点组成,每一个无线传感节点都装配了一些不 同种类型的传感器,例如温度传感器、湿度传感器等和传输模块。两个处在有效通信距离之 内的无线传感器节点,当它们的传输模块处于相同的通信频段并使用相同的传输协议时, 两个互为邻居的节点可以建立起无线链接(简称为实际链路),完成有效的数据传输。然 而,在很多情况下,无线传感器节点的硬件配置不同,比如,两个相邻的无线传感器节点同 时额外配备了可以通信在其他频段上的通信模块,使得这两个无线传感器节点除了原有的 实际链路之外,又同时拥有了另外一条可用于传输数据的数据链路,简称为潜在链路,而且 两者之间的实际链路与潜在链路可以同时存在,并且互不干扰。在一个实际链路与潜在链 路共同存在的无线传感器网络中,一个重要的问题就是,如何规划数据路由,即如何让每一 个传感器节点都充分利用可以使用的实际链路和潜在链路,找到一条最优的到达其他无线 传感器节点的数据路由方法。
[0003] 当然,这个链路并不是可以直接通过两点间最短路径或最优路径相关算法直接找 到的,因为一个节点无线传输模块的数目,直接限定了它可以与邻居节点之间的实际链路 和潜在链路的数目,也就是说,每一个节点在最终选定的数据路由链路中,它的度都是受限 的。


【发明内容】

[0004] 本发明实施例的目的在于提出一种在无线传感器网络中规划路由的方法及装置, 旨在解决在节点度受限的无线传感器网络中动态规划路由的问题。
[0005] 为达此目的,本发明实施例采用以下技术方案:
[0006] 一种在无线传感器网络中规划路由的方法,所述方法包括:
[0007] 在获取第一无线传感器节点的实际链路的度时,判断所述第一无线传感器节点的 实际链路的度与预先设置的度D的大小;
[0008] 若所述第一无线传感器节点的实际链路的度为D-1,根据预先设置的第一规则获 取所述第一无线传感器节点到第二无线传感器节点的所有路径;
[0009] 根据预先设置的算法获取每一条路径的权重;
[0010] 获取所述所有路径中权重最小的路径,将所述权重最小的路径作为所述第一无线 传感器节点到所述第二无线传感器节点的路径。
[0011] 优选地,所述根据预先设置的第一规则获取所述第一无线传感器节点到第二无线 传感器节点的所有路径,包括:
[0012] 将所述第一无线传感器节点到所述第二无线传感器节点的每一条无向无线链路 变为两条方向相反的有向链路,每一条无向链路的权重和对应的有向链路的权重相同;
[0013] 记所述第一无线传感器节点为u、所述第二无线传感器节点为V,所述第一无 线传感器节点到所述第二无线传感器节点的所有路径有四条路径,分别为path(ua,va)、 path(ua,vp)、path(up,va)、path(up,vp);
[0014] 其中,所述path(ua,va)表示从u中出来的有向边为实际链路、在路径的另一端进 入v的有向边为实际链路;
[0015] 所述path(ua,vp)表示从u中出来的有向边为实际链路、在路径的另一端进入v的 有向边为潜在链路;
[0016] 所述path(up,va)表示从u中出来的有向边为潜在链路、在路径的另一端进入v的 有向边为实际链路;
[0017] 所述path(up,vp)表示从u中出来的有向边为潜在链路、在路径的另一端进入v的 有向边为潜在链路。
[0018] 优选地,所述获取所述所有路径中权重最小的路径,包括:

【权利要求】
1. 一种在无线传感器网络中规划路由的方法,其特征在于,所述方法包括: 在获取第一无线传感器节点的实际链路的度时,判断所述第一无线传感器节点的实际 链路的度与预先设置的度D的大小; 若所述第一无线传感器节点的实际链路的度为D-1,根据预先设置的第一规则获取所 述第一无线传感器节点到第二无线传感器节点的所有路径; 根据预先设置的算法获取每一条路径的权重; 获取所述所有路径中权重最小的路径,将所述权重最小的路径作为所述第一无线传感 器节点到所述第二无线传感器节点的路径。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据预先设置的第一规则获取所述 第一无线传感器节点到第二无线传感器节点的所有路径,包括: 将所述第一无线传感器节点到所述第二无线传感器节点的每一条无向无线链路变为 两条方向相反的有向链路,每一条无向链路的权重和对应的有向链路的权重相同; 记所述第一无线传感器节点为u、所述第二无线传感器节点为V,所述第一无线 传感器节点到所述第二无线传感器节点的所有路径有四条路径,分别为path(ua,va)、 path (ua,vp)、path (up,va)、path (up,vp); 其中,所述path (ua, va)表示从u中出来的有向边为实际链路、在路径的另一端进入v 的有向边为实际链路; 所述path (ua, vp)表示从u中出来的有向边为实际链路、在路径的另一端进入V的有向 边为潜在链路; 所述path (up, va)表示从u中出来的有向边为潜在链路、在路径的另一端进入V的有向 边为实际链路; 所述path (up, vp)表示从u中出来的有向边为潜在链路、在路径的另一端进入V的有向 边为潜在链路。
3. 根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述获取所述所有路径中权重最小的路 径,包括:
其中,w(path(u,v))表示路径path(u,v)的权重,用wmin(path(u,v))表示连接所述第 一无线传感器节点u和所述第二无线传感器节点V的所有可能路径中的最小权重路径的权 重。
4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在,所述根据预先设置的算法获取每一条路径 的权重,包括: 根据弗洛伊德算法获取每一条路径的权重; 其中,所述弗洛伊德算法为:

其中,k是无线传感器网络中的所有其他节点。
5. 根据权利要求1至4任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 若所述第一无线传感器节点的实际链路的度为D或者D-2,根据预先设置的第二规则 获取所述第一无线传感器节点到第二无线传感器节点的所有路径。
6. -种在无线传感器网络中规划路由的装置,其特征在于,所述装置包括: 判断单元,用于在获取第一无线传感器节点的实际链路的度时,判断所述第一无线传 感器节点的实际链路的度与预先设置的度D的大小; 第一获取单元,用于若所述第一无线传感器节点的实际链路的度为D-1,根据预先设置 的第一规则获取所述第一无线传感器节点到第二无线传感器节点的所有路径; 第二获取单元,用于根据预先设置的算法获取每一条路径的权重; 处理单元,用于获取所述所有路径中权重最小的路径,将所述权重最小的路径作为所 述第一无线传感器节点到所述第二无线传感器节点的路径。
7. 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第一获取单元,用于: 将所述第一无线传感器节点到所述第二无线传感器节点的每一条无向无线链路变为 两条方向相反的有向链路,每一条无向链路的权重和对应的有向链路的权重相同; 记所述第一无线传感器节点为u、所述第二无线传感器节点为V,所述第一无线 传感器节点到所述第二无线传感器节点的所有路径有四条路径,分别为path(ua,va)、 path (ua,vp)、path (up,va)、path (up,vp); 其中,所述path (ua, va)表示从u中出来的有向边为实际链路、在路径的另一端进入v 的有向边为实际链路; 所述path (ua, vp)表示从u中出来的有向边为实际链路、在路径的另一端进入V的有向 边为潜在链路; 所述path (up, va)表示从u中出来的有向边为潜在链路、在路径的另一端进入V的有向 边为实际链路; 所述path (up, vp)表示从u中出来的有向边为潜在链路、在路径的另一端进入V的有向 边为潜在链路。
8. 根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述处理单元,用于: IMil,ipath{u,v))^ η--η { ^min ? I Wmin > Vp I (P^h(Up, ), Wmin (Path(Up,Vp ))} 其中,w(path(u,v))表示路径path(u,v)的权重,用wmin(path(u,v))表示连接所述第 一无线传感器节点u和所述第二无线传感器节点V的所有可能路径中的最小权重路径的权 重。
9. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第二获取单元,用于: 根据弗洛伊德算法获取每一条路径的权重; 其中,所述弗洛伊德算法为:
其中,k是无线传感器网络中的所有其他节点。
10.根据权利要求6至9任意一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括: 第三获取单元,用于若所述第一无线传感器节点的实际链路的度为D或者D-2,根据预 先设置的第二规则获取所述第一无线传感器节点到第二无线传感器节点的所有路径。
【文档编号】H04W84/18GK104519544SQ201410836640
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月29日 优先权日:2014年12月29日
【发明者】毛续飞, 朱彤 申请人:无锡清华信息科学与技术国家实验室物联网技术中心
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