一种无线传感器网络路由协议推荐系统的制作方法

本发明涉及通讯领域，特别涉及一种无线传感器网络路由协议推荐系统。

背景技术：

无线传感器网络可以通过传感器感知外部世界的信息并进行转发。无线传感器网络节点之间通过无线方式进行信息传递。无线传感器网络中的汇聚节点可以与互联网进行连接，从而将数据通过互联网传递给用户。无线传感器网络已经广泛应用于军事、智能交通、环境监控、医疗、卫生等多个领域。

无线传感器路由协议的目的是将数据分组从源节点(通常为传感节点)发送到目的节点(通常为汇聚节点)，其设计目的主要完成两大功能：一是选择适合的优化路径，二是沿着选定的路径正确转发数据。

根据无线传感器的网络结构可以将路由协议分为平面路由协议、分层路由协议和基于位置的路由协议。

在平面路由协议中，网络节点都是平等的。平面路由协议的优点是结构简单、易扩展，具有较好的健壮性。主要的平面路由协议包括single-hop、flooding和gossiping协议。

分层路由协议较平面路由协议在降低能量消耗和延长网络生存周期上有显著提高。最具代表性的分层路由协议是leach路由协议。在leach路由协议的基础之上，研究者提出了teen、quadrature-leach和flcrp等分层路由协议。

基于位置的路由协议中的节点对于网络中其他节点的位置都是预知的。在此前提下，这些节点可以进行相关选路。主要的基于位置的路由协议包括nc、nfp和gpsr协议。

用户在布置无线传感器网络节点时，一般需要根据实地情况、传感器本身的储电量、传感器成本、资金预算等诸多因素确定布置节点的数量和位置，并为之选取最为合适的路由协议。

如何为用户推荐最为合适的路由协议，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述现有技术的不足，本发明提出了一种无线传感器网络路由协议推荐系统，为用户推荐最为合适的路由协议。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线传感器网络路由协议推荐系统，包括仿真系统、评估模型和智能推荐终端；

智能推荐终端设计流程包括：

步骤(11)，选取智能推荐终端的核心参数；

步骤(12)，根据用户选择的核心参数，利用仿真系统和评估模型，计算最优路由协议供用户选择；

步骤(13)，用户对推荐的路由协议进行反馈评价，对于不满足需求的路由协议，该智能推荐终端将反馈信息入库并分析，重复调整仿真系统和评估模型，直至为用户推荐其满意的路由协议；

所述仿真系统，具体为：在固定的仿真区域中，随机布置一定数量的传感器，汇聚节点位于该仿真区域的中心；信号源每秒固定发出足够传播到仿真区域中任意位置的信号；传感器根据路由协议进行选路，最终使得数据被传输到汇聚节点或者中途丢失或者进行数据融合；在这一过程当中，通过单因子变量方式调节评估参数来观测网络生存周期和可靠性的变化，进而分析出评估参数对于网络生存周期和可靠性的影响；在分析之后进行数学建模，得出评估模型；

所述建立评估模型的过程，具体包括以下步骤：

步骤(21)选取评估参数作为测量参数，根据实验需求和路由协议本身特点对选取的评估参数加以定义；

步骤(22)选取路由协议；

步骤(23)选取仿真工具，并在其中进行仿真实验，得到仿真结果；

步骤(24)通过采集数据进行综合分析，建立评估模型；

步骤(25)判断评估模型是否存在偏差，若存在偏差转步骤(26)，否则转步骤(27)；

步骤(26)判断评估参数是否存在问题，若存在问题转步骤(21)，否则转步骤(23)；

步骤(27)将该模型与同类型已经实现的路由协议评估模型进行对比，若好于已有模型，则该评估模型完成，否则，若差于已有模型转步骤(26)。

可选地，所述评估参数包括：网络生存周期、节点能耗、网络延迟、准确率、网络覆盖率、传输半径、网络吞吐量、节点密度。

可选地，所述仿真工具包括j-sim、ns2、omnet++中的任意一种。

本发明的有益效果是：

(1)为用户推荐最为合适的路由协议，可以避免大量的重复仿真工作；

(2)有效缩短无线传感器网络的设计时间并降低金钱成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的智能推荐终端设计流程图；

图2为建立评估模型的流程图。

具体实施方式

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做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。

本发明的无线传感器网络路由协议推荐系统包括仿真系统、评估模型和智能推荐终端。

如图1所示，智能推荐终端设计流程包括：

步骤(11)，选取传输半径、可靠性系数和生存周期等参数作为智能推荐终端的核心参数；

步骤(12)，根据用户选择的传输半径、可靠性系数和生存周期等参数，利用仿真系统和评估模型，计算最优路由协议供用户选择；

步骤(13)，用户对推荐的路由协议进行反馈评价，对于不满足需求的路由协议，该智能推荐终端将反馈信息入库并分析，重复调整仿真技术和评估模型，直至为用户推荐其满意的路由协议。

上述仿真系统，具体为：在固定的仿真区域中，随机布置一定数量的传感器，汇聚节点位于该仿真区域的中心；信号源每秒固定发出足够传播到仿真区域中任意位置的信号；传感器根据路由协议进行选路，最终使得数据被传输到汇聚节点或者中途丢失或者进行了数据融合；在这一过程当中，通过单因子变量方式调节总节点数量或者传感器传输半径或者其他参数的方式来观测网络生存周期和可靠性的变化，进而分析出节点数量或者传感器传输半径或者其他参数对于网络生存周期和可靠性的影响；在分析之后进行相对应的数学建模，得出相应的评估模型。

上述建立评估模型的过程，如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤(21)选取评估参数(如：网络生存周期、节点能耗、网络延迟、准确率、网络覆盖率、传输半径、网络吞吐量、节点密度等)作为测量参数，根据实验需求和路由协议本身特点对选取的参数加以定义；

步骤(22)选取具有代表性的路由协议3-4个；

步骤(23)选取仿真工具(如j-sim、ns2、omnet++等)，并在其中进行仿真实验，得到仿真结果；

步骤(24)通过采集数据进行综合分析，建立评估模型；

步骤(25)判断通过协议本身特点和数学工具得出的评估模型是否存在偏差，若存在偏差转步骤(26)，否则转步骤(27)；

步骤(26)判断评估参数是否存在问题，若存在问题转步骤(21)，否则转步骤(23)；

步骤(27)将该模型与同类型已经实现的路由协议评估模型进行对比，若好于已有模型，则该评估模型完成，否则，若差于已有模型转步骤(26)。

本发明研究典型的平面路由协议single-hop、分层路由协议leach和基于位置的路由协议nearestcloser以外的无线传感网络路由协议并建立相应的路由协议评估模型，在此基础之上，将新得到的评估模型与已有的同类型评估模型进行对比分析，从而为用户推荐最为合适的路由协议，可以避免大量的重复仿真工作，进而有效缩短无线传感器网络的设计时间并降低金钱成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。