一种无线传感节点实现路由的方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线传感节点实现路由的方法，包括无线传感网络中的各簇头节点分别向其相邻的簇头节点广播自身的状态信息；当簇头节点需要发送数据时，根据来自各邻居簇头节点的状态信息选择下一跳节点并将数据发送给选择出的簇头节点，选择出的簇头将接收到的数据逐跳进行转发，直至数据到达基站。本发明提供的方法，一方面，数据的传输是随着路由节点的动态选择逐跳转发的，避免了单跳直接传输到基站的传输方式带来的能耗问题。另一方面，通过路由的动态选择，实时考虑了节点当前的状态，提升了网络的生存时间，避免了在路由确定过程中，由于节点的状态很有可能已发生变化的情况，而带来的路由优的问题，保证了路由的最优选择。
【专利说明】一种无线传感节点实现路由的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线传感网络技术，尤指一种无线传感节点实现路由的方法。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络(WSN)是由大量具有通信和简单计算能力的微型传感节点分布在监控区域而构成的。WSN是一种资源严重受限的网络，传感节点的计算和通信能力都十分有限。如何有效的使用传感器感知节点的能量以延长WSN的生存时间，一直是WSN研究所关注的热点问题。
[0003]传统的低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH, Low Energy Adaptive ClusteringHierarchy)算法是一种低功耗的自适应分层算法，它将WSN中的所有节点分为若干的簇；每个簇选举一个簇头。LEACH算法工作时使用了 “轮”的概念，每一轮的循环主要分为簇的建立阶段和稳定通信阶段。在簇的建立阶段，随机产生簇头并且形成簇；在簇的通信阶段，簇内的节点将感知到的数据直接传送给簇头，簇头经过数据融合之后将数据传送给基站。在这个过程中，簇头的能量消耗是巨大的。
[0004]一方面，LEACH算法是让WSN中的节点自组织地形成簇，簇头是随机产生的。在簇头的选择中，没有考虑节点的剩余能量和节点已经做过簇头的次数，这样，在选择剩余能量小的节点做为簇头时，节点会过早死亡，降低了网络的生存时间；而当节点做簇头次数过多时，离该簇头节点较远的节点能耗较多，出现了节点能耗不均衡的现象。另一方面，簇头在传输数据时，是采用单跳直接传输到基站的传输方式，这种方式在长距离的数据通信中能量消耗很大。由于WSN的能量消耗主要包括电路能耗和功放能耗，而功放能耗也是主要能量消耗。根据空间信道传输模型，随着传输距离的增加，能量消耗将大大增加。在大型的WSN中，相对于基站较远的簇头节点而言，能量的消耗远远大于接近基站的簇头节点，故而整体降低了网络的寿命。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线传感节点实现路由的方法，能够实时根据无线传感节点的状态，动态调整路由方案，从而提升网络的生存时间。
[0006]为了达到本发明目的，本发明提供了一种无线传感节点实现路由的方法，包括:无线传感网络中的各簇头节点分别向其相邻的簇头节点广播自身的状态信息；
[0007]当簇头节点需要发送数据时，根据来自各邻居簇头节点的状态信息选择下一跳节点并将数据发送给选择出的簇头节点，选择出的簇头将接收到的数据逐跳进行转发，直至数据到达基站。
[0008]所述状态信息包括:节点标识ID信息、当前的剩余能量信息，以及距离基站的距
离信息。
[0009]所述选择下一跳节点包括:
[0010]根据所述距离基站的距离信息，选择离基站近的簇头作为下一跳节点；[0011]或者，如果存在有多个邻居簇头距离基站的距离相同，选择所述当前的剩余能量信息多的簇头作为下一跳节点；
[0012]或者，如果存在有多个簇头距离基站的距离相同，且当前的剩余能量信息也相同，从中随机选择一个簇头作为下一跳节点。
[0013]预先设置跳数上限阈值；所述选择出的转发数据的簇头节点的跳数达到跳数上限阈值时，该跳数所在簇头节点对接收到的数据进行融合后发送给所述基站。
[0014]所述跳数上限阈值为5。
[0015]该方法之前还包括选举产生所述簇头节点:
[0016]所述簇头节点所在无线传感网络中的每个传感节点产生一个随机数，根据LEACH算法分别产生对应各传感节点的第一阈值，并将第一阈值与其对应的传感节点的能量因子相乘后得到的积作为该传感节点的第二阈值；
[0017]将传感节点产生的随机数小于第二阈值的传感节点确定为簇头节点；
[0018]确定出的所有簇头节点广播通知消息，非簇头节点收到多条通知消息，根据消息信号的强弱确定自身加入哪个簇头节点所在的簇并通知相应的簇头节点；
[0019]其中，能量因子
【权利要求】
1.一种无线传感节点实现路由的方法，其特征在于，包括:无线传感网络中的各簇头节点分别向其相邻的簇头节点广播自身的状态信息； 当簇头节点需要发送数据时，根据来自各邻居簇头节点的状态信息选择下一跳节点并将数据发送给选择出的簇头节点，选择出的簇头将接收到的数据逐跳进行转发，直至数据到达基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括:节点标识ID信息、当前的剩余能量信息，以及距离基站的距离信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选择下一跳节点包括: 根据所述距离基站的距离信息，选择离基站近的簇头作为下一跳节点； 或者，如果存在有多个邻居簇头距离基站的距离相同，选择所述当前的剩余能量信息多的簇头作为下一跳节点； 或者，如果存在有多个簇头距离基站的距离相同，且当前的剩余能量信息也相同，从中随机选择一个簇头作为下一跳节点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，预先设置跳数上限阈值；所述选择出的转发数据的簇头节点的跳数达到跳数上限阈值时，该跳数所在簇头节点对接收到的数据进行融合后发送给所述基站。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述跳数上限阈值为5。
6.根据权利要求1~5任一项所述的方法,其特征在于，该方法之前还包括选举产生所述簇头节点: 所述簇头节点所在无线传感网络中的每个传感节点产生一个随机数，根据LEACH算法分别产生对应各传感节点的第一阈值，并将第一阈值与其对应的传感节点的能量因子相乘后得到的积作为该传感节点的第二阈值； 将传感节点产生的随机数小于第二阈值的传感节点确定为簇头节点； 确定出的所有簇头节点广播通知消息，非簇头节点收到多条通知消息，根据消息信号的强弱确定自身加入哪个簇头节点所在的簇并通知相应的簇头节点； 其中，能量因子
【文档编号】H04W84/18GK103607746SQ201310633716
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】陈广泉, 张凤全, 解冰 申请人:中国联合网络通信集团有限公司