传感器网络节点向另一传感器网络迁移的方法和网络网关的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种传感器网络节点向另一传感器网络迁移的方法和网络网关，其中，所述方法包括：第一传感器网络的第一网关与第二传感器网络的第二网关交互，申请将第一传感器网络中的多个节点以群组方式加入第二传感器网络；所述第二网关如判断所述第二传感器网络可以接纳所述多个节点，则与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述多个节点分配的子网地址发送给所述第一网关；所述第一网关将所述子网地址分配给所述多个节点，并通知所述多个节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址。本发明避免了传感器网络中的多个节点向另一传感器网络迁移占用大量信令开销。
【专利说明】传感器网络节点向另一传感器网络迁移的方法和网络网关
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器网络节点迁移领域，尤其涉及一种传感器网络节点向另一传感器网络迁移的方法和网络网关。
【背景技术】
[0002]传感器网络(WSN)是动态变化的网络，传感器网络内节点动态变化频繁，同一时间可能存在大量节点发起迁出其所在传感器网络的请求；或者当传感器网络的网关能力有限无法继续管理本传感器网络的节点时，传感器网络网关会选择将其管理的全部或部分节点接入其它传感器网络，或者当传感器网络的节点较少，为了节省资源，传感器网络网关也会选择将其管理的全部节点接入其它传感器网络。
[0003]当传感器网络内的节点需要接入其他传感器网络时，现有的做法是，欲迁出节点通过所在传感器网络的网关与其欲迁入的传感器网络的网关单独进行通信。随着欲迁出传感器网络的节点增多，欲迁出节点与欲迁入传感器网络网关之间的信令交互占用了大量的信令开销，降低了网关的处理能力；并且传感器网络每接入一个节点，其拓扑结构就需要进行相应的更新，耗损了大量传感器网络资源。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种传感器网络节点向另一传感器网络迁移的方法和传感器网络网关，以解决避免传感器网络中的多个节点向另一传感器网络迁移占用大量信令开销的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种传感器网络内节点向另一传感器网络迁移的方法，所述方法包括:
[0006]第一传感器网络的第一网关与第二传感器网络的第二网关交互，申请将第一传感器网络中的多个节点以群组方式加入第二传感器网络；
[0007]所述第二网关如判断所述第二传感器网络可以接纳所述多个节点，则与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述多个节点分配的子网地址发送给所述第一网关；
[0008]所述第一网关将所述子网地址分配给所述多个节点，并通知所述多个节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址。
[0009]进一步地，所述第一传感器网络的第一网关与第二传感器网络的第二网关交互，申请将第一传感器网络中的多个节点以群组方式加入第二传感器网络，包括:
[0010]第一传感器网络的第一网关向第二传感器网络的第二网关发送群组加入申请；
[0011]所述第二网关在判断自身地址存在余量的情况下，向所述第一网关发送同意加入指令；
[0012]所述第一网关向所述第二网关上报以群组方式加入第二传感器网络的多个节点的数量。
[0013]进一步地，所述第二网关如判断所述第二传感器网络可以接纳所述多个节点，则与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述多个节点分配的子网地址发送给所述第一网关，包括:
[0014]所述第二网关如判断自身剩余可用地址数量大于或等于所述多个节点的数量，则向第一网关发送接纳所述多个节点的指令；
[0015]第一网关将所述多个节点组成的网络拓扑发送给第二网关；
[0016]第二网关根据所述网络拓扑为所述多个节点分配子网地址；
[0017]第二网关将自身网关地址和为所述多个节点分配的子网地址发送给所述第一网关。
[0018]进一步地,所述方法还包括:
[0019]所述第二网关如判断所述第二传感器网络不可接纳所述多个节点，则将第二传感器网络最大可接纳节点数N通知第一网关；
[0020]所述第一网关从所述第一传感器网络的所述多个节点中选取M个节点生成新的网络拓扑，并将所述新的网络拓扑发送给所述第二网关，请求将所述M个节点以群组方式加入第二传感器网络，M^N；
[0021]所述第二网关根据所述新的网络拓扑为所述M个节点分配子网地址，将自身网关地址和分配的子网地址发送给所述第一网关；
[0022]所述第一网关将所述子网地址分配给所述M个节点，并通知所述M个节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址。
[0023]进一步地,所述方法还包括:
[0024]第一网关与除第二传感器网络以外的其他传感器网络的网关交互，申请将所述多个节点扣除所述M个节点后的剩余节点以群组方式加入所述其他传感器网络；
[0025]在所述其他传感器网络的网关拒绝了该申请后，第一网关再次与第二传感器网络的第二网关交互，申请将所述剩余节点以群组方式加入第二传感器网络；
[0026]第二网关扩充第二传感器网络的子网地址；与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述剩余节点分配的子网地址发送给所述第一网关；
[0027]第一网关将子网地址分配给所述剩余节点，并通知所述剩余节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址。
[0028]为解决上述技术问题，本发明还提供了一种传感器网络网关，所述网关用于节点迁出传感器网络，所述网关包括节点迁出模块，以及地址分配模块，其中，
[0029]所述节点迁出模块，用于与其他传感器网络的网关交互，申请将本网络中的多个节点以群组方式加入所述其他传感器网络；以及接收其他传感器网络网关发送的其网关地址和为所述多个节点分配的子网地址，并将网关地址和分配的子网地址发送至地址分配模块；
[0030]所述地址分配模块，用于将所述子网地址分配给所述多个节点，并通知所述多个节点将发送报文的目的地址替换为所述其他传感器网络网关的地址。
[0031]进一步地，
[0032]所述节点迁出模块，还用于在接收到所述其他传感器网络网关发送的最大可接纳节点数N时,从所述多个节点中选取M个节点,请求将所述M个节点以群组方式加入所述其他传感器网络，M^N ;接收所述其他传感器网络网关发送的其网关地址和为所述M个节点分配的子网地址，将该网关地址和子网地址发送给所述地址分配模块；
[0033]所述地址分配模块，还用于将为M个节点分配的子网地址分配给所述M个节点，并通知所述M个节点将发送报文的目的地址替换为所述其他传感器网络网关的地址。
[0034]为解决上述技术问题，本发明还提供了一种传感器网络网关，所述网关用于节点迁入传感器网络，所述网关包括节点迁入模块，以及地址分配模块，其中:
[0035]所述节点迁入模块，用于接收其他传感器网络网关发送的多个节点以群组方式加入本传感器网络的申请，如判断本传感器网络可以接纳所述多个节点，通知地址分配模块进行地址分配；以及将来自所述地址分配模块的子网地址发送给其他传感器网络网关；
[0036]所述地址分配模块，用于为节点分配子网地址，并将子网地址发送至所述节点迁入模块。
[0037]进一步地，[0038]所述节点迁入模块，还用于判断出本传感器网络不可接纳所述多个节点时，向所述其他传感器网络网关发送最大可接纳节点数N;以及接收所述其他传感器网络网关发送的将M个节点以群组方式加入本传感器网络的请求，M^N,通知所述地址分配模块为M个节点进行地址分配。
[0039]进一步地，
[0040]所述节点迁入模块，还用于接收所述其他传感器网络网关发送的将所述多个节点扣除所述M个节点后的剩余节点以群组方式加入本传感器网络的申请，扩充本传感器网络的子网地址，通知所述地址分配模块对所述剩余节点进行地址分配。
[0041]进一步地，
[0042]所述节点迁入模块，用于接收所述其他传感器网络网关发送的请求以群组方式加入的节点的拓扑结构，并将该拓扑结构通知地址分配模块；
[0043]所述地址分配模块，用于根据所述网络拓扑为节点分配子网地址。
[0044]上述技术方案将欲从一个传感器网络迁出的多个节点以群组的方式申请加入所述另一个传感器网络，所述另一个传感器网络的网关可以同时为该群组中的节点分配子网地址，相对每一个迁出节点与欲迁入传感器网关交互获取子网地址，极大地节省了信令开销。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1为本实施例的一种传感器网络内节点向另一传感器网络迁移的方法流程图；
[0046]图2为本实施例的用于节点迁出传感器网络的网关组成示意图；
[0047]图3为本实施例的用于节点迁入传感器网络的网关组成示意图。
【具体实施方式】
[0048]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0049]图1为本实施例的一种传感器网络内节点向另一传感器网络迁移的方法流程图。
[0050]SlOl第一传感器网络的第一网关与第二传感器网络的第二网关交互，申请将第一传感器网络中的多个节点以群组方式加入第二传感器网络；
[0051]第一传感器网络的第一网关向第二传感器网络的第二网关发送群组加入申请；
[0052]第二网关判断自身剩余可用地址是否为0，如果自身没有剩余可用地址，可向第一网关发送拒绝加入指令；如果第二网关判断自身地址存在余量，向所述第一网关发送同意加入指令；
[0053]所述第一网关向所述第二网关上报以群组方式加入第二传感器网络的多个节点的数量；
[0054]S102第二网关判断所述第二传感器网络是否可以接纳所述多个节点，如可以接纳所述多个节点，执行步骤S103;否则执行步骤S105;
[0055]第二网关判断自身剩余可用地址数量大于或等于多个节点的数量，则向第一网关发送接纳所述多个节点的指令；
[0056]S103第二网关与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述多个节点分配的子网地址发送给所述第一网关；
[0057]第一网关接收到第二网关发送的接纳多个节点的指令后，将所述多个节点组成的网络拓扑发送给第二网关；
[0058]第二网关根据所述网络拓扑为所述多个节点分配子网地址，由第二网关根据多个节点的网络拓扑进行节点地址统一规划，减小了节点间地址发生冲突的概率； [0059]第二网关除可以为所述多个节点分配子网地址外，还可为第一网关分配子网地址，以使第一网关的子网地址和多个节点的子网地址位于相同的网段，便于第一网关向所述多个节点发送消息；
[0060]S104所述第一网关将所述子网地址分配给所述多个节点，并通知所述多个节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址，执行步骤S109;
[0061]如果所述多个节点是第一传感器网络内的全部节点，第一网关在通知所述多个节点替换发送报文的目的地址后，可变为休眠状态；
[0062]S105第二网关将第二传感器网络最大可接纳节点数N通知第一网关；
[0063]S106第一网关从所述第一传感器网络的所述多个节点中选取M个节点，请求将所述M个节点以群组方式加入第二传感器网络，M^N；
[0064]第一网关对选取的M个节点生成新的网络拓扑，并将所述新的网络拓扑发送给所述第二网关；
[0065]S107第二网关为所述M个节点分配子网地址，将自身网关地址和分配的子网地址发送给所述第一网关；
[0066]第二网关根据由M个节点生成的新的网络拓扑为所述M个节点分配子网地址；
[0067]S108第一网关将所述子网地址分配给所述M个节点，并通知所述M个节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址；
[0068]S109流程结束。
[0069]对于第一传感器网络中所述多个节点扣除所述M个节点后的剩余节点，第一网关可以再次申请将所述剩余节点以群组方式加入其他的传感器网络，申请的流程可参照上述一种传感器网络内节点向另一传感器网络迁移的方法流程，此处不再累述。如果接入其他的传感器网络不成功，第一网关可再次与第二传感器网络的第二网关交互，申请将所述剩余节点以群组方式加入第二传感器网络；第二网关接收到第一网关的申请后，扩充第二传感器网络的子网地址(如将原第二传感器网络的地址位数由6位码字扩充为7位码字，这样将有新的64个地址可供使用);第二网关与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述剩余节点分配的子网地址发送给所述第一网关；第一网关将子网地址分配给所述剩余节点，并通知所述剩余节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址。
[0070]图2为本实施例的用于节点迁出传感器网络的网关组成示意图。
[0071]该传感器网络网关包括节点迁出模块，以及地址分配模块，其中， [0072]所述节点迁出模块，用于与其他传感器网络的网关交互，申请将本网络中的多个节点以群组方式加入所述其他传感器网络；以及接收其他传感器网络网关发送的其网关地址和为所述多个节点分配的子网地址，并将网关地址和分配的子网地址发送至地址分配模块；
[0073]所述节点迁出模块在于与其他传感器网络的网关交互，申请将本网络中的多个节点以群组方式加入所述其他传感器网络时，可首先向所述其他传感器网络网关发送群组加入申请，在接收到来自其他传感器网络网关的同意加入指令后，将所述节点的数量上报给所述其他传感器网络的网关，等待所述其他传感器网络网关判断该其他传感器网络是否可接纳如此数量的节点；
[0074]所述节点迁出模块在获取到所述其他传感器网络网关发送的可接纳所述多个节点的指令后，可将所述多个节点组成的网络拓扑发送给所述其他传感器网络网关，以供所述其他传感器网络网关分配节点子网地址时参考；
[0075]所述地址分配模块，用于将所述子网地址分配给所述多个节点，并通知所述多个节点将发送报文的目的地址替换为所述其他传感器网络网关的地址。
[0076]上述节点迁出模块，还用于在接收到所述其他传感器网络网关发送的最大可接纳节点数N时,从所述多个节点中选取M个节点,请求将所述M个节点以群组方式加入所述其他传感器网络，M^N,同样地，在请求所述M个节点以群组方式加入所述其他传感器网络时，可将M个节点的网络拓扑发送给所述其他传感器网络；接收所述其他传感器网络网关发送的其网关地址和为所述M个节点分配的子网地址，将该网关地址和子网地址发送给所述地址分配模块；
[0077]对于所述多个节点扣除所述M个节点后的剩余节点，节点迁出模块可继续向传感器网络网关申请该剩余节点以群组方式加入；
[0078]地址分配模块，还用于将为M个节点分配的子网地址分配给所述M个节点，并通知所述M个节点将发送报文的目的地址替换为所述其他传感器网络网关的地址。
[0079]图3为本实施例的用于节点迁入传感器网络的网关组成示意图。
[0080]该网关包括节点迁入模块，以及地址分配模块，其中，
[0081]节点迁入模块，用于接收其他传感器网络网关发送的多个节点以群组方式加入本传感器网络的申请，如判断本传感器网络可以接纳所述多个节点，通知地址分配模块进行地址分配；以及将来自所述地址分配模块的子网地址发送给其他传感器网络网关；
[0082]地址分配模块，用于为节点分配子网地址，并将子网地址发送至所述节点迁入模块。
[0083]该节点迁入模块，还用于判断出本传感器网络不可接纳所述多个节点时，向所述其他传感器网络网关发送最大可接纳节点数N ；以及接收所述其他传感器网络网关发送的将M个节点以群组方式加入本传感器网络的请求，M^N,通知所述地址分配模块为M个节点进行地址分配；
[0084]所述节点迁入模块，还用于接收所述其他传感器网络网关发送的将所述多个节点扣除所述M个节点后的剩余节点以群组方式加入本传感器网络的申请，扩充本传感器网络的子网地址，通知所述地址分配模块对所述剩余节点进行地址分配；
[0085]上述节点迁入模块可接收所述其他传感器网络网关发送的请求以群组方式加入节点的拓扑结构，并在通知所述地址分配模块为节点分配地址时，将所述节点的拓扑结构通知所述地址分配模块；所述地址分配模块在接收到节点迁出模块发送的节点拓扑结构后，根据该网络拓扑为节点分配子网地址。
[0086]本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
[0087]需要说明的是，本发 明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可 根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种传感器网络内节点向另一传感器网络迁移的方法，其特征在于，所述方法包括: 第一传感器网络的第一网关与第二传感器网络的第二网关交互，申请将第一传感器网络中的多个节点以群组方式加入第二传感器网络； 所述第二网关如判断所述第二传感器网络可以接纳所述多个节点，则与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述多个节点分配的子网地址发送给所述第一网关； 所述第一网关将所述子网地址分配给所述多个节点，并通知所述多个节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传感器网络的第一网关与第二传感器网络的第二网关交互，申请将第一传感器网络中的多个节点以群组方式加入第二传感器网络，包括: 第一传感器网络的第一网关向第二传感器网络的第二网关发送群组加入申请； 所述第二网关在判断自身地址存在余量的情况下，向所述第一网关发送同意加入指令； 所述第一网关向所述第二网关上报以群组方式加入第二传感器网络的多个节点的数量。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二网关如判断所述第二传感器网络可以接纳所述多个节点，则与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述多个节点分配的子网地址发送给所述第一网关，包括: 所述第二网关如判断自身剩余可用地址数量大于或等于所述多个节点的数量，则向第一网关发送接纳所述多个节点的指令； 第一网关将所述多个节点组成的网络拓扑发送给第二网关； 第二网关根据所述网络拓扑为所述多个节点分配子网地址； 第二网关将自身网关地址和为所述多个节点分配的子网地址发送给所述第一网关。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 所述第二网关如判断所述第二传感器网络不可接纳所述多个节点，则将第二传感器网络最大可接纳节点数N通知第一网关； 所述第一网关从所述第一传感器网络的所述多个节点中选取M个节点生成新的网络拓扑，并将所述新的网络拓扑发送给所述第二网关，请求将所述M个节点以群组方式加入第二传感器网络，M≤N; 所述第二网关根据所述新的网络拓扑为所述M个节点分配子网地址，将自身网关地址和分配的子网地址发送给所述第一网关； 所述第一网关将所述子网地址分配给所述M个节点，并通知所述M个节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 第一网关与除第二传感器网络以外的其他传感器网络的网关交互，申请将所述多个节点扣除所述M个节点后的剩余节点以群组方式加入所述其他传感器网络； 在所述其他传感器网络的网关拒绝了该申请后，第一网关再次与第二传感器网络的第二网关交互，申请将所述剩余节点以群组方式加入第二传感器网络；第二网关扩充第二传感器网络的子网地址；与所述第一网关交互，将自身网关地址和为所述剩余节点分配的子网地址发送给所述第一网关； 第一网关将子网地址分配给所述剩余节点，并通知所述剩余节点将发送报文的目的地址替换为所述第二网关的地址。
6.一种传感器网络网关，其特征在于 ，所述网关用于节点迁出传感器网络，所述网关包括节点迁出模块，以及地址分配模块，其中， 所述节点迁出模块，用于与其他传感器网络的网关交互，申请将本网络中的多个节点以群组方式加入所述其他传感器网络；以及接收其他传感器网络网关发送的其网关地址和为所述多个节点分配的子网地址，并将网关地址和分配的子网地址发送至地址分配模块； 所述地址分配模块，用于将所述子网地址分配给所述多个节点，并通知所述多个节点将发送报文的目的地址替换为所述其他传感器网络网关的地址。
7.如权利要求6所述的网关，其特征在于， 所述节点迁出模块，还用于在接收到所述其他传感器网络网关发送的最大可接纳节点数N时,从所述多个节点中选取M个节点,请求将所述M个节点以群组方式加入所述其他传感器网络，M^N ;接收所述其他传感器网络网关发送的其网关地址和为所述M个节点分配的子网地址，将该网关地址和子网地址发送给所述地址分配模块； 所述地址分配模块，还用于将为M个节点分配的子网地址分配给所述M个节点，并通知所述M个节点将发送报文的目的地址替换为所述其他传感器网络网关的地址。
8.一种传感器网络网关，其特征在于，所述网关用于节点迁入传感器网络，所述网关包括节点迁入模块，以及地址分配模块，其中: 所述节点迁入模块，用于接收其他传感器网络网关发送的多个节点以群组方式加入本传感器网络的申请，如判断本传感器网络可以接纳所述多个节点，通知地址分配模块进行地址分配；以及将来自所述地址分配模块的子网地址发送给其他传感器网络网关； 所述地址分配模块，用于为节点分配子网地址，并将子网地址发送至所述节点迁入模块。
9.如权利要求8所述的网关，其特征在于， 所述节点迁入模块，还用于判断出本传感器网络不可接纳所述多个节点时，向所述其他传感器网络网关发送最大可接纳节点数N ;以及接收所述其他传感器网络网关发送的将M个节点以群组方式加入本传感器网络的请求，M^N,通知所述地址分配模块为M个节点进行地址分配。
10.如权利要求9所述的网关，其特征在于， 所述节点迁入模块，还用于接收所述其他传感器网络网关发送的将所述多个节点扣除所述M个节点后的剩余节点以群组方式加入本传感器网络的申请，扩充本传感器网络的子网地址，通知所述地址分配模块对所述剩余节点进行地址分配。
11.如权利要求8或9或10所述的网关，其中， 所述节点迁入模块，用于接收所述其他传感器网络网关发送的请求以群组方式加入的节点的拓扑结构，并将该拓扑结构通知地址分配模块； 所述地址分配模块，用于根据所述网络拓扑为节点分配子网地址。
【文档编号】H04W88/16GK103581362SQ201310597579
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】赵文东, 盛明哲, 毛峻岭 申请人:中国联合网络通信集团有限公司