专利名称：无线传感器网络高邻接度资源搜索方法
技术领域：
本发明属于网络技术领域，具体涉及一种无线传感器网络高邻接度资源搜索方 法。
背景技术：
无线传感器网络(WSNs)包含大量的网络节点(网络节点可以是具有无线通信模 块的设备如用于环境监测传感器、车载计算机、手机、PDA等)，无线传感器网络中的资源 分布存储在各个节点上。基于无线传感器网络的应用常需要能够对资源搜索请求进行响 应。针对无线传感器网络中的任何节点提出资源搜索请求，网络各节点需要能够按照某种 消息传递策略将资源搜索请求传达到拥有被搜索资源的节点。为解决资源搜索请求在个网 络节点间的传递问题，需要有一种好的资源搜索传递策略，使得能够在尽可能少次数的节 点间的消息传递，将资源搜索请求传递到尽量多的拥有被搜索资源的节点上，从而为提出 资源搜索请求的节点返回尽可能多的资源匹配成功的响应。目前最简单直观的资源搜索请 求是资源搜索请求提出节点向周围邻居节点使用洪泛的方法广播资源搜索请求，这种洪泛 的广播方法能够以最快的速度定位网络中所有含有被请求资源的节点，但消耗的消息量最 大。另一种随机路由单播方法是每次从邻居节点随机选择一个节点进行消息的传递，直到 将资源搜索请求传递到一个知道被请求资源地址的节点上。该方法相对于洪泛法能够大幅 度减少消息传递，但能够成功定位被请求资源的概率较小。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出了一种无线传感器网络高邻接度资源搜索方 法，该方法设计了一种单播策略，实现了资源搜索策略。本发明的技术方案为无线传感器网络高邻接度资源搜索方法，所述搜索方法对 于无线传感器网络包含的网络节点设置邻接表和数据库，所述邻接表包括节点ID和节点 邻接度，所述节点邻接度为记录本节点当前能够与自己直接通信的邻近节点个数，所述搜 索方法的资源搜索步骤为1)提出资源搜索查询的节点(源节点)首先查询节点自身数据库是否存储有被查询资源，若有则向提出资源搜索请求的 用户返回资源地址；然后源节点检查自己的邻接表是否为空，若不为空，则将自己的节点标 识(ID)及邻接表中的所有节点ID组成的集合记为Tid，将集合Tid加入资源搜索消息；最后 源节点从其邻接表中选择具有最大邻接度和最大ID号(设ID号无重复)的节点，向其发 送一个资源搜索消息，所述资源搜索消息包含集合Tid ；2)假设节点Y从节点X发来资源搜索消息，节点Y首先查询自身数据库是否存储 有被查询资源，若有则向提出资源搜索请求的用户返回资源地址；3)节点Y将收到的资源搜索消息中包含的上一跳节点(X)的Tid值为X. Tid，节点 Y创建自己的下一跳节点集Tnext = Tid-X. Tid)；
4)节点Y检查自己的下一跳节点集Tnext是否空集，若是，则丢弃该资源搜索消息， 停止资源搜索过程；否则，节点Y将自己的Tid加入资源搜索消息，节点Y根据自己的邻接 表，从Tmxt中选择具有最大邻接度和最大ID号的节点，向其发送包含集合Y. Tid的资源搜索 消息；5)所有收到资源搜索消息的节点都按照第2步开始的过程执行相应动作。所述节点邻接表能够初始化，其步骤为1)每个节点向邻居节点发送“Hello”消息；2)收到“Hello”消息的节点将自身邻接度增1 ；3)每个节点得到邻接度值后，向其邻居节点发送“degree-info”消息，告知邻居 自己当前的邻接度取值；4)节点收到“degree-info”消息后，将收到的消息中所包含的节点ID及相应的邻 接度添加到自己的邻接表中。所述节点邻接表设置有两个处理方法1)新节点加入的处理首先，新加入节点(设其为χ)向邻居节点发送“Hello”消息；其次，收到“Hello”消息的节点(设其为y)将自身邻接度增1，然后，向其邻居节 点发送“degree-info”消息(包含节点y的ID及相应邻接度记录)；最后，收到“degree-info”消息的节点根据消息中的节点ID(y)查找邻接表，若邻 接表中不存在节点ID为y的记录则按照“degree-info”消息内容添加一条节点ID为y的 记录，若存在节点ID为y的记录则按照“degree-info”消息内容更新相应的邻接度值。2)旧节点的退出处理首先，旧节点向邻居节点发送“Quit”消息；其次，收到“Quit”消息的节点将自身邻接度减1，同时将自己的邻接表的相应条 目删除。本发明具有如下有益效果1)本发明能够在无线传感器网络WSNs中的任何节点开始，以尽可能少的消息传 递，搜索到尽可能多的资源。2)本发明用尽可能少的节点间的消息传递，将资源搜索节点提出的搜索请求传递 到邻居数最多的节点上。3)深度搜索算法使用尽可能少的消息传递，将资源搜索请求传递到距离资源搜 索节点尽可能远的节点上。
图1表示本发明从源节点出发按照本发明所述方法进行的一次资源搜索路径的 示意图。图中，1.网络中的一般的节点；2.表示搜索路径。
具体实施例方式以下结合实施例进一步说明。
参见图1所示，本发明包含网络中的一般的节点1和本算法的搜索路径2。每个节 点在进行资源搜索前必须维护以下变量邻接度记录本节点当前能够与自己直接通信的邻居节点个数，初始值为“0”邻接表邻接表模式为 < 邻居节点ID，邻接度 >，用来记录本节点当前的所有邻居 节点ID及对应邻接度的取值，初始值为空集本方法由以下三种操作组成一、邻接表初始化操作1、每个节点向邻居节点发送“Hello”消息；2、收到“Hello”消息的节点将自身邻接度增1。3、每个节点得到邻接度值后，向其邻居节点发送“degree-info”消息，告知邻居自 己当前的邻接度取值；4、节点收到“degree-info”消息后，将收到的消息中所包含的节点ID及相应的邻 接度添加到自己的邻接表中。二、邻接表维护过程1、新节点加入处理1)新加入节点(设其为χ)向邻居节点发送“Hello”消息；2)收到“Hello”消息的节点(设其为y)将自身邻接度增1，然后，向其邻居节点 发送“degree-info”消息(包含节点y的ID及相应邻接度记录)；3)收到“degree-info”消息的节点根据消息中的节点ID(y)查找邻接表，若邻接 表中不存在节点ID为y的记录则按照“degree-info”消息内容添加一条节点ID为y的记 录，若存在节点ID为y的记录则按照“degree-info”消息内容更新相应的邻接度值。2、旧节点退出处理1)旧节点向邻居节点发送“Quit”消息；2)收到“Quit”消息的节点将自身邻接度减1，同时将自己的邻接表的相应条目删除。三、分布式资源搜索过程1)提出资源搜索查询的节点(源节点)首先查询自身数据库是否存储有被查询 资源，若有则向提出资源搜索请求的用户返回资源地址；然后源节点检查自己的邻接表是 否为空，若不为空，则将自己的ID及邻接表中的所有节点ID组成的集合记为Tid，将集合Tid 加入资源搜索消息；最后源节点从其邻接表中选择具有最大邻接度和最大ID号(设ID号 无重复)的节点，向其发送资源搜索消息(包含集合Tid)；2)假设节点Y从节点X发来的资源搜索消息，节点Y首先查询自身数据库是否存 储有被查询资源，若有则向提出资源搜索请求的用户返回资源地址； 3)节点Y将自己的ID及邻接表中的所有节点ID组成的集合记为Tid，节点Y将收 到的资源搜索消息中包含的上一跳节点⑴的Tid值为X. Tid，节点Y创建自己的下一跳节
点集 Tnext ( — Tid~X. Tid)； 4)节点Y检查自己的下一跳节点集Tmxt是否空集，若是，则丢弃该资源搜索消息， 停止资源搜索过程；否则，节点Y将自己的Tid加入资源搜索消息，节点Y根据自己的邻接 表，从Tmxt中选择具有最大邻接度和最大ID号的节点，向其发送资源搜索消息(注意该消息中包含集合Y. Tid)；5)从这以后，所有收到资源搜索消息的节点都按照第2步开始的过程执行相应动作。本发明所述搜索方法用尽可能少节点间的消息传递，将资源搜索节点提出的搜索 请求传递到邻居数最多的节点上；使用尽可能少的消息传递，将资源搜索请求传递到距离 资源搜索节点尽可能远的节点上。
权利要求
1.无线传感器网络高邻接度资源搜索方法，所述搜索方法对于无线传感器网络包含的 网络节点设置邻接表和数据库，所述邻接表包括节点标识(ID)和节点邻接度，所述节点邻 接度为记录本节点当前能够与自己直接通信的邻近节点个数，所述搜索方法的资源搜索步 骤为1)提出资源搜索查询的节点(源节点)首先查询节点自身数据库是否存储有被查询资源，若有则向提出资源搜索请求的用户 返回资源地址；然后源节点检查自己的邻接表是否为空，若不为空，则将自己的节点标识 (ID)及邻接表中的所有节点标识(ID)组成的集合记为Tid，将集合Tid加入资源搜索消息； 最后源节点从其邻接表中选择具有最大邻接度和最大ID号(设ID号无重复)的节点，向 其发送一个资源搜索消息，所述资源搜索消息包含集合Tid ；2)假设节点Y从节点X发来资源搜索消息，节点Y首先查询自身数据库是否存储有被 查询资源，若有则向提出资源搜索请求的用户返回资源地址；3)节点Y将收到的资源搜索消息中包含的上一跳节点⑴的Tid值为X.Tid，节点Y创 建自己的下一跳节点集Tnext = Tid-X. Tid)；4)节点Y检查自己的下一跳节点集Tmxt是否空集，若是，则丢弃该资源搜索消息，停止 资源搜索过程；否则，节点Y将自己的Tid加入资源搜索消息，节点Y根据自己的邻接表，从 Tnext中选择具有最大邻接度和最大ID号的节点，向其发送包含集合Y. Tid的资源搜索消息；5)所有收到资源搜索消息的节点都按照第2步开始的过程执行相应动作。
2.根据权利要求1所述的无线传感器网络高邻接度资源搜索方法，其特征在于所述 节点邻接表能够初始化，其步骤为1)每个节点向邻居节点发送“Hello”消息；2)收到“Hello”消息的节点将自身邻接度增1；3)每个节点得到邻接度值后，向其邻居节点发送“degree-info”消息，告知邻居自己 当前的邻接度取值；4)节点收到“degree-info”消息后，将收到的消息中所包含的节点ID及相应的邻接度 添加到自己的邻接表中。
3.根据权利要求1所述的无线传感器网络高邻接度资源搜索方法，其特征在于所述 节点邻接表设置有两个处理方法1)新节点加入的处理首先，新加入节点(设其为χ)向邻居节点发送“Hello”消息；其次，收到“Hello”消息的节点(设其为y)将自身邻接度增1，然后，向其邻居节点发 送“degree-info，，消息(包含节点y的ID及相应邻接度记录)；最后，收到“degree-info”消息的节点根据消息中的节点ID(y)查找邻接表，若邻接表 中不存在节点ID为y的记录则按照“degree-info”消息内容添加一条节点ID为y的记录， 若存在节点ID为y的记录则按照“degree-info”消息内容更新相应的邻接度值；2)旧节点的退出处理首先，旧节点向邻居节点发送“Quit”消息；其次，收到“Quit”消息的节点将自身邻接度减1，同时将自己的邻接表的相应条目删除。
全文摘要
本发明涉及一种无线传感器网络高邻接度资源搜索方法，所述搜索方法对于无线传感器网络包含的网络节点设置邻接表和数据库，所述邻接表包括节点标识(ID)和节点邻接度，所述节点邻接度为记录本节点当前能够与自己直接通信的邻近节点个数，本发明用尽可能少的节点间的消息传递，将资源搜索节点提出的搜索请求传递到邻居数最多的节点上。本发明提出的算法能使用尽可能少的消息传递，将资源搜索请求传递到距离资源搜索节点尽可能远的节点上。
文档编号H04W84/18GK102075974SQ20111000327
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者张俊虎 申请人:张俊虎