事件收集方法与流程

本发明涉及无线传感器网络，尤其涉及无线传感器网络中汇聚节点(sink)的事件收集方法。

背景技术：

在无线传感器网络(wirelesssensornetworks)中，事件收集机制是指事件源如何将监测的事件数据主动上传给移动汇聚节点(sink)节点。

在传统的无线传感器网络中，网络中所有节点包括汇聚节点(sink)节点都是静止的，感知数据通常以多跳的方式转发到汇聚节点(sink)，导致汇聚节点(sink)周围的节点需要频繁中继数据而成为网络热点，而这些节点能耗有限，能量耗尽会进一步引起路由中断或网络分裂。因此，在传统传感器网络中使用移动汇聚节点(sink)可以均衡节点能量消耗，缓解网络热点负载。

目前，移动汇聚节点(sink)广泛应用于一些场景中，其常见的载体有战争监测中的战士、环境监测中的动物、校园中的学生、公园中的游客、交通监测中的汽车，而这些载体通常有一定的社会属性，其会频繁去往一些区域，并停留相当长的一段时间。

然而，这些机制都导致网络中充斥大量的冗余信息，消耗节点能量，并降低网络生存周期。另外这些机制并没有结合汇聚节点(sink)的社会属性，没有考虑到汇聚节点(sink)在社会属性下的移动特性，汇聚节点 (sink)在偏好区域停留时间较长，在停留时间内更有可能收到事件。相比于汇聚节点(sink)在其他区域的移动信息，在偏好区域的移动信息更有在网络中分散的意义。

因此，在现在的wsn中，事件上传机制是事件源将监测的事件主动上传给具有社会属性的移动汇聚节点(sink)。汇聚节点(sink)的社会属性体现在：一是汇聚节点(sink)会频繁去往某些偏好的区域，并在其中停留相当长的一段时间。二是汇聚节点(sink)不会遍历整个网络，只会访问一些区域。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种减少网络中的消息泛滥，降低时延，节约网络中节点能量的事件收集方法。

本发明提供的事件收集方法，具有这样的特征，包括：网络架构建立；分散汇聚节点(sink)移动信息；以及事件收集机制，其中，网络构架建立，具有：网络分簇；建立偏好环路(bl)；以及建立所有非环路簇头到偏好环路(bl)上簇头的查询路径。

本发明提供的事件收集方法，还具有这样的特征：其中，网络分簇，将网络均匀分成若干个簇，簇的大小根据节点的通信范围而定，保证相邻簇的簇头能相互通信，每个簇有唯一的簇信息，与簇的实际位置一一映射，在每个簇中随机部署若干节点，同一簇中的节点轮流充当簇头，负责监测簇内事件以及进行簇间通信，每个簇头节点拥有本簇的簇信息。

本发明提供的事件收集方法，还具有这样的特征：其中，建立偏好环 路(bl)，汇聚节点(sink)在网络中移动，积累足够的移动记录，统计出汇聚节点(sink)的偏好簇(bcs)，利用所有的偏好簇(bcs)和部分非偏好簇(nbcs)组成一条闭合的偏好环路(bl)，偏好环路(bl)上每个簇头都存储有环路链表，以及当前簇头的上一跳以及下一跳环路簇头标号。

本发明提供的事件收集方法，还具有这样的特征：其中，建立所有非环路簇头到偏好环路(bl)上簇头的查询路径，由偏好环路(bl)上所有簇头广播包，初始跳数设为0，收到包的簇头存储包的上一跳簇头信息，将跳数加1，继续广播，当同一簇头收到多个包时，只存储跳数最小的包的上一跳簇头信息，直到网络中的所有非偏好簇(nbcs)簇头都存有查询路径上的下一跳簇头信息。

本发明提供的事件收集方法，还具有这样的特征：其中，事件收集机制，首先，事件源在监测到事件时，都先将事件沿着查询路径上传至偏好环路(bl)上的某个簇头节点，其次，偏好环路(bl)上该簇头节点根据自己的移动记录，将事件路由给记录中的簇标号簇头，簇标号簇头再根据其存储的移动记录转发事件给汇聚节点(sink)。

本发明提供的事件收集方法，还具有这样的特征：其中，收集机制，具有以下步骤：

步骤一，当簇头的移动记录中的簇标号就是当前簇标号时，事件上传结束；

步骤二，当簇头节点的移动记录中的簇标号不是偏好环路(bl)上的簇标号时，汇聚节点(sink)就将事件先转发给移动记录中的汇聚节点 (sink)所在簇标号的簇头；以及

步骤三，当簇头节点的移动记录中的簇标号是偏好环路(bl)上的簇标号，并且不是自己的簇标号时，簇头节点首先选择去往移动纪录中的簇标号簇头的跳数较少的环路方向，然后将事件沿着环路方向转发至移动记录中的簇标号簇头。

发明作用和效果

根据本发明所涉及事件收集方法，集中于将汇聚节点(sink)的社会属性用于事件收集。我们在网络中建立虚拟环路。该环路由汇聚节点(sink)所有偏好簇(bcs)和部分非偏好簇(nbcs)组成，并且只用于分散汇聚节点(sink)在偏好簇(bcs)中的移动信息。事件源在监测到事件时，只需将事件上传至虚拟环路上的任意节点，就能获得汇聚节点(sink)的位置信息，不需要将事件在环路上分散。

附图说明

图1为根据本发明实施例提供的事件收集的实例；

图2为根据本发明实施例提供的偏好环路表；以及

图3为根据本发明实施例提供的事件收集机制的流程示意图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明所涉及的事件收集方法作详细的描述。

实施例

事件收集方法由：网络架构建立、汇聚节点(sink)移动信息、事件收集机制，三个部分组成。

其中第一部分，网络构架建立有三部分组成：网络分簇、建立偏好环路(bl)、以及建立所有非环路簇头到偏好环路(bl)上簇头的查询路径。

网络分簇，将网络均匀分成若干个簇，簇的大小根据节点的通信范围而定，保证相邻簇的簇头能相互通信。每个簇有唯一的簇信息，与簇的实际位置一一映射。在每个簇中随机部署若干节点，同一簇中的节点轮流充当簇头，负责监测簇内事件以及进行簇间通信。每个簇头节点拥有本簇的簇信息。

建立偏好环路(bl)，汇聚节点(sink)在网络中移动，积累足够的移动记录，统计出汇聚节点(sink)的偏好簇(bcs)。利用所有的偏好簇(bcs)和部分非偏好簇(nbcs)组成一条闭合的偏好环路(bl)，偏好环路(bl)上每个簇头都存储有环路链表，以及当前簇头的上一跳以及下一跳环路簇头标号。

建立所有非环路簇头到偏好环路(bl)上簇头的查询路径，由偏好环路(bl)上所有簇头广播包，初始跳数设为0。收到包的簇头存储包的上一跳簇头信息，将跳数加1，继续广播。当同一簇头收到多个包时，只存储跳数最小的包的上一跳簇头信息。直到网络中的所有非偏好簇(nbcs)簇头都存有查询路径上的下一跳簇头信息。

其中第二部分，汇聚节点(sink)移动信息，每当汇聚节点(sink) 离开一个簇进入到一个新簇时，都会留下一个移动消息给新进入的簇和离开的簇，其移动消息包括汇聚节点(sink)新进入的簇标号，离开的簇标号，当前时间。当新簇和离开簇的簇头节点收到移动消息时，将消息中的汇聚节点(sink)新进入的簇标号，当前时间存储在本地的移动记录中。如果汇聚节点(sink)新进入的簇是偏好簇(bcs)(意味着汇聚节点(sink)在该簇停留较长时间)，该簇头节点除了将收到的汇聚节点(sink)进入该簇的移动消息存储为移动记录，还将汇聚节点(sink)在该簇的移动消息在偏好环路(bl)上分散，让偏好环路(bl)上每个簇头都将汇聚节点(sink)进入该偏好簇的移动信息存储为移动记录。

图2为根据本发明实施例提供的偏好环路表。假设偏好环路如图1所示，则每个环路簇头存储的环路链表为图2所示。

其中第三部分，事件收集机制，首先，事件源在监测到事件时，都先将事件沿着查询路径上传至偏好环路(bl)上的某个簇头节点。

其次，偏好环路(bl)上该簇头节点根据自己的移动记录，将事件路由给记录中的簇标号簇头，簇标号簇头再根据其存储的移动记录转发事件给汇聚节点(sink)。

图1为根据本发明实施例提供的事件收集的实例

如图1所示，我们选择有代表性的三种事件源，说明该事件收集机制。假定，汇聚节点(sink)从偏好簇(bcs)15，移动到偏好簇(bcs)22，并在其停留一段时间之后，移动到非偏好簇(nbcs)21，三种事件源s1，s2，s3的事件收集路由如图1所示。s1，s3为非环路事件源，统一先将事件沿着查询路径上传至bl上的簇头节点(s1->7->12,s3->19)。s2为环 路上的簇头节点。

簇标号为12的簇头收到s1发来的事件，查询移动记录中的簇标号22为bl上簇标号，选择跳数少的瞬时针方向(12->17->22),将事件上传给22簇标号簇头。

簇标号为4的簇头为事件源s2，查询移动记录中的簇标号22为bl上簇标号，选择跳数少的顺时针方向(4->8->12->17->22),将事件转发至22簇标号簇头。

簇标号为19的簇头收到s3发来的事件，查询移动记录中的簇标号22为bl上簇标号，选择跳数少的逆时针方向(19->23->22),将事件上传给22簇标号簇头。

簇标号为22的簇头节点，查询移动记录中的簇标号21为非环路上簇标号，直接将收到的三个事件转发至21簇标号簇头。

簇标号为21的簇头节点，查询移动记录中的簇标号21为自己的簇标号，直接将收到的三个事件发给汇聚节点(sink)。事件收集结束。

图3为根据本发明实施例提供的事件收集机制的流程示意图。

如图3所示，事件收集机制的详细步骤如下：

步骤一，当簇头的移动记录中的簇标号就是当前簇标号时，事件上传结束。否则跳到步骤二。

步骤二，当簇头节点的移动记录中的簇标号不是偏好环路(bl)上的簇标号时，汇聚节点(sink)就将事件先转发给移动记录中的汇聚节点(sink)所在簇标号的簇头，再跳转步骤一。否则，跳转步骤三。

步骤三，当簇头节点的移动记录中的簇标号是偏好环路(bl)上的簇 标号，并且不是自己的簇标号时，簇头节点首先选择去往移动纪录中的簇标号簇头的跳数较少的环路方向(顺时针方向，或者逆时针方向)，然后将事件沿着环路方向转发至移动记录中的簇标号簇头，再跳转步骤一。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及事件收集方法，集中于将汇聚节点(sink)的社会属性用于事件收集。我们在网络中建立虚拟环路。该环路由汇聚节点(sink)所有偏好簇(bcs)和部分非偏好簇(nbcs)组成，并且只用于分散汇聚节点(sink)在偏好簇(bcs)中的移动信息。事件源在监测到事件时，只需将事件上传至虚拟环路上的任意节点，就能获得汇聚节点(sink)的位置信息，不需要将事件在环路上分散。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。