一种延长无线传感器网络的生命周期方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线传感器领域，尤其涉及一种延长无线传感器网络的生命周期方法。
【背景技术】
[0002]随着微电子机械系统、功耗无线电通信技术、嵌入式计算技术、微型传感器技术及集成电路技术的飞速发展和日益成熟，使得由大量低成本、低功耗、小体积、短距离通信多功能的微型传感器通过无线链路自组织为无线传感器网络成为现实。无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点，综合了传感技术、微电子技术、网络技术、无线通信技术、嵌入式技术、分布式计算处理技术等多种技术的交叉学科，涉及的范围十分广泛，因而相关的研究内容也十分丰富，目前世界各国均对其各方面开展了研究。无线传感器网络已经广泛应用于军事、交通、环境监测和预报、卫生保健、空间探索等各个领域，在当前国际上备受关注，涌现了许多研究热点领域。
[0003]在无线传感器网络中，干扰的存在不仅会导致网络数据的冲突和重传，而且对网络性能也有着极大负面的影响。对于无线传感器网络中的传感器节点来讲，干扰会加速其有限的电池电量的消耗从而导致无线传感器网络的生命周期难以持续。现有技术通过调控节点传输功率或利用节点度来控制网络拓扑图的稀疏度，以达到降低节点信道之间干扰的目的是早期的拓扑控制算法研究者的想法。
[0004]对于上述的无线传感器网络拓扑控制研究切入点，已有相关研究者分析并证明其不合理之处。上述的拓扑控制算法的研究，很少有以降低全局网络的节点中的最大干扰值作为首要目标，干扰的存在不仅会影响通信质量而且造成数据不断重传损耗电量缩短网络生命周期，大部分算法针对的都是节点分布比较均匀的网络的情况下，而对于节点间非均匀分布的网络的情况下如指数链模型无线传感器网络下的干扰优化效果甚微。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供的一种延长无线传感器网络的生命周期方法，能够有效降低无线传感器全网络的节点的最大干扰值，从而有效延长无线传感器网络的生命周期。
[0006]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0007]本发明提供一种延长无线传感器网络的生命周期方法，包括:
[0008]步骤1:搭建初始化拓扑图G = (V, E);无线传感器网络中各传感器两两之间发送报文，使传感器两两之间形成链路，多条所述链路形成初始化拓扑图G = (V, E)，E为当前无线传感器网络中所有链路的集合；
[0009]步骤2:初始化拓扑结果图T = (V, Es TATE)，设置初始化阈值开关为Rl-threshold=1，Rl-threshold为最大干扰阈值；
[0010]步骤3:序列化链路集合E中的所有链路，将选中的链路加入Es TATEjl路集合E中各链路的初始状态均为current—link ；
[0011]步骤4:计算初始化拓扑结果图T = (V, Es TATE)中各节点的最大干扰阈值R1,得到R1⑴值；
[0012]步骤5:判断Es TATE加入的链路是否使所述初始化拓扑结果图T存在回路；
[0013]步骤6:若加入的链路使所述初始化拓扑结果图T存在回路，则删除该链路，并对该链路进行标记；
[0014]步骤7:若加入的链路使所述初始化拓扑结果图T不存在回路，则继续判断加入链路对应的各节点的最大干扰阈值Rli是否大于Rl-threshold = I ；
[0015]步骤8:若加入链路对应的各节点的最大干扰阈值Rli大于Rl-threshold = 1，则删除该节点对应的链路，并对该链路进行标记；
[0016]步骤9:若加入链路对应的各节点的最大干扰阈值R1小于Rl-threshold = 1，则修改该链路的状态为got—link ；
[0017]步骤10:判断Es TATE中的所有链路是否遍历步骤6，若否，返回步骤3 ;
[0018]步骤11:若Es TATE中的所有链路是否遍历步骤6，判断所述初始化拓扑结果图T是否为连通图；若否，返回步骤3;
[0019]步骤12:若所述初始化拓扑结果图T为连通图，确定当前所述初始化拓扑结果图。
[0020]本发明实施例提供的一种延长无线传感器网络的生命周期方法，包括:搭建初始化拓扑图G= (V, E);初始化拓扑结果图T= (V, Es TATE),设置初始化阈值开关为Rl-threshold = I，序列化链路集合E中的所有链路，将选中的链路加入Es TATE,计算初始化拓扑结果图T = (V, Es TATE)中各节点的最大干扰阈值R1，得到R1⑴值；判断Es TATE加入的链路是否使所述初始化拓扑结果图T存在回路:若加入的链路使所述初始化拓扑结果图T存在回路存在，则删除该链路，并对该链路进行标记；若不存在，则继续判断加入链路对应的各节点的最大干扰阈值Rli是否大于Rl-threshold = 1:若加入链路对应的各节点的最大干扰阈值Rli大于Rl-threshold = 1，则删除该节点对应的链路，并对该链路进行标记，确定当前所述初始化拓扑结果图T为拓扑结构图，相比于现有技术，本发明能够有效降低无线传感器全网络的节点的最大干扰值，从而有效延长无线传感器网络的生命周期。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0022]图1为本发明实施例1中一种延长无线传感器网络的生命周期方法流程示意图；
[0023]图2为本发明实施例1中一种延长无线传感器网络的生命周期方法中一种无线传感器网络最终形成的初始化拓扑图示意图；
[0024]图3为本发明实施例1中一种一维指数链模型最大干扰值优化比较图；
[0025]图4为本发明实施例1中一种一维指数链模型平均干扰值优化比较图；
[0026]图5为本发明实施例1中一种二维指数链模型最大干扰值优化比较图；
[0027]图6为本发明实施例1中一种二维指数链模型平均干扰值优化比较图；
[0028]图7为本发明实施例1中一种二维平面模型最大干扰值优化比较图；
[0029]图8为本发明实施例1中一种二维平面模型平均干扰值优化比较图；
[0030]图9为本发明实施例1中一种延长无线传感器网络的生命周期方法中一种无线传感器网络最终形成的初始化拓扑结果图。
【具体实施方式】
[0031]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。
[0032]实施例1
[0033]本发明实施例提供一种延长无线传感器网络的生命周期方法，如图1所示，包括:
[0034]步骤1:搭建初始化拓扑图G = (V, E);无线传感器网络中各传感器两两之间发送报文，使传感器两两之间形成链路，多条所述链路形成初始化拓扑图G = (V, E)，E为当前无线传感器网络中所有链路的集合。
[0035]其中，无线传感器网络中各传感器两两之间发送hello报文，进行传感器间的信息交互，两个传感器之间信息交互路径即为该两个传感器之间的链路，本发明对各传感器两两之间发送报文的形式和内容不做任何的限制，以上仅以一种可能进行简单的说明。如图2所示，对无线传感器网络最终形成的初始化拓扑图G= (V, E)进行直观的展示，图中为150个节点在二维平面模型上建成的UDG初始图，仅供参考。
[0036]步骤2:初始化拓扑结果图T = (V, Es TATE)，设置初始化阈值开关为Rl-threshold=1，Rl-threshold为最大干扰阈值。
[0037]步骤3:序列化链路集合E中的所有链路，将选中的链路加入Es TATEjl路集合E中各链路的初始状态均为current—link。
[0038]步骤4:计算初始化拓扑结果图T = (V, Es TATE)中各节点的最大干扰阈值R1,得到R: (T)值。
[0039]步骤5:判断Es TATE加入的链路是否使所述初始化拓扑结果图T存在回路。
[0040]步骤6:若加入的链路使所述初