无线路由数据的路由测度/转发方法及系统、无线传感器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种无线路由数据的路由测度/转发方法及系统、无线传感器，所述无线路由数据的路由测度方法包括：接收源于源节点发送的数据请求发送信息；判断当前已存储的无线路由数据包的个数是否小于转发节点数据包可接受阈值，若是，则根据转发节点自身路由属性计算该转发节点的路由测度以确定该转发节点是否可以作为发送的无线路由数据的下一跳转发节点；其中，转发节点的路由测度越小，表示其作为下一跳转发节点的优先级越高；反馈一数据清除发送信息至所述源节点。本发明在路由测度过程中进一步考虑了节点缓冲区因素，能够进一步提高网络吞吐量，降低端到端时延，更加适应实际无线传感器网络环境。
【专利说明】
无线路由数据的路由测度/转发方法及系统、无线传感器
技术领域
[0001] 本发明属于无线通信技术领域，特别是涉及一种无线路由数据的路由测度/转发 方法及系统、无线传感器。
【背景技术】
[0002] 机会路由中主要采用以下四种路由测度：分别是ETX(excepted transmission count metric)、EAX(expected any-path transmissions)、跳数和节点的地理距离。四种 路由测度各有优异，基于不同的路由测度会有不同的选择机制。其中，基于节点地理位置的 策略主要是使用GeRaF思想，即考虑邻居节点的地理位置信息，在该思想中，处于网络中的 节点都有能够感知节点位置的能力，节点的地理位置信息作为路由测度来选择候选转发节 点集，将邻居节点距离目的节点的距离大小作为确定该邻居节点是否能够进入候选转发节 点集的判定因素。
[0003] 现有技术在基于节点地理位置信息的机会路由协议中，在发送节点的发射半径范 围内，与目的节点距离越小的候选转发节点，即越可能被选为下一跳转发节点。每一跳的转 发节点都是动态选出，避免了无线链路不稳定的影响。但是，GeRaF协议仅仅考虑了节点的 地理位置因素，路由测度过于简单。
[0004] 在无线传感器网络中，由于传感器节点能量有限、电池不易更换等特点，能量一直 是无线传感器网络所研究的重点问题。在实际的链路数据转发过程中，如果节点消耗能量 过多，则有可能会失效从无线传感器网络中退出，使网络的拓扑结构变得更加复杂。因此， 在研究路由测度时，为了保证整个网络节点能量均匀分布，避免某一个或某一片网络区域 内的节点失效，研究者需要考虑节点能量因素对路由测度的影响。
[0005] 虽然现有路由测度方法简单易行，但是在路由测度的过程中考虑因素单一，造成 网络吞吐量效率低，增加了端到端时延，无法适应实际无线传感器网络环境。
[0006] 因此，如何提供一种无线路由数据的路由测度/转发方法及系统、无线传感器，以 解决现有技术在路由测度的过程中考虑因素单一，造成网络吞吐量效率低，增加了端到端 时延，无法适应实际无线传感器网络环境等缺陷，实以成为本领域从业者亟待解决的技术 问题。
【发明内容】
[0007] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无线路由数据的路由 测度/转发方法及系统、无线传感器，用于解决现有技术中在路由测度的过程中考虑因素单 一，造成网络吞吐量效率低，增加了端到端时延，无法适应实际无线传感器网络环境的问 题。
[0008] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一方面提供一种无线路由数据的路 由测度方法，所述无线路由数据的路由测度方法包括以下步骤:接收源于源节点发送的数 据请求发送信息;判断当前已存储的无线路由数据包的个数是否小于转发节点数据包可接 受阈值，若是，则根据转发节点自身路由属性计算该转发节点的路由测度以确定该转发节 点是否可以作为发送的无线路由数据的下一跳转发节点;其中，转发节点的路由测度越小， 表示其作为下一跳转发节点的优先级越高;反馈一数据清除发送信息至所述源节点。
[0009] 于本发明的一实施例中，所述数据请求发送信息包括源节点和目的节点的地理位 置信息;根据源节点和目的节点的地理位置信息，获取源节点和目的节点之间的距离。
[0010] 于本发明的一实施例中，所述无线路由数据的路由测度方法还包括：累计该转发 节点截止到当前时刻所消耗的节点能量;获取该转发节点到目的节点之间的距离;对该转 发节点中当前已存储的无线路由数据包进行计数;根据预存路由测度计算方式计算该转发 节点的路由测度。
[0011] 于本发明的一实施例中，所述预存路
由测度计算方式为： 其中，Ds,d是源节点到目的节点的距离，DM是该转发节点到目的节点的距离，Consenergy 为该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量，Numbuffer是当前已存储的无线路由数据 包的个数，C 3是与距离相关的常量，C4是与能量相关的常量，C5是与无线路由数据包的个数 相关的常量，SIFS为帧间间隔。
[0012] 于本发明的一实施例中，若当前已存储的无线路由数据包的个数大于等于转发节 点数据包可接受阈值，则该转发节点不再接收无线路由数据包，且不能成为源节点发送的 无线路由数据的下一跳转发节点。
[0013] 本发明另一方面还提供一种无线路由数据的路由测度系统，所述无线路由数据的 路由测度系统包括:第一通信模块，用于接收源于源节点发送的数据请求发送信息;第一处 理模块，与所述第一通信模块，用于判断当前已存储的无线路由数据包的个数是否小于转 发节点数据包可接受阈值，若是，则根据转发节点自身路由属性计算该转发节点的路由测 度以确定该转发节点是否可以作为发送的无线路由数据的下一跳转发节点，其中，转发节 点的路由测度越小，表示其作为下一跳转发节点的优先级越高;令所述第一通信模块反馈 一数据清除发送信息至所述源节点。
[0014] 于本发明的一实施例中，所述数据请求发送信息包括源节点和目的节点的地理位 置信息;所述第一处理模块还用于根据源节点和目的节点的地理位置信息，获取源节点和 目的节点之间的距离。
[0015] 于本发明的一实施例中，所述第一处理模块包括:能量累计单元，用于累计该转发 节点截止到当前时刻所消耗的节点能量;距离获取单元，用于获取该转发节点到目的节点 之间的距离;数据包计数单元，与所述距离获取单元连接，用于对该转发节点中当前已存储 的无线路由数据包进行计数;计算单元，分别与所述能量累计单元、距离获取单元、和数据 包计数单元连接，用于根据预存路由测度计算方式计算该转发节点的路由测度。
[0016] 于本发明的一实施例中，所述预存路由测度计算方式为：
其中，Ds,d是源节点到目的节点的距离，DM是该转发节点到目的节点的距离，Cons energy 为该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量，Numbuffer是当前已存储的无线路由数据 包的个数，C3是与距离相关的常量，C4是与能量相关的常量，C5是与无线路由数据包的个数 相关的常量，SIFS为帧间间隔。
[0017] 本发明又一方面提供一种无线路由数据的转发方法，所述无线路由数据的转发方 法包括：
[0018] 接收源于转发节点反馈的数据清除发送信息;选择第一个发送数据清除发送信息 的转发节点作为下一跳转发节点以转发数据;所述第一个发送数据清除发送信息的转发节 点为具有转发无线路由数据优先级最高的转发节点。
[0019] 于本发明的一实施例中，所述无线路由数据的转发方法还包括判断是否在确认反 馈定时内接收到源于所述发送数据清除发送信息的转发节点的确认信息，若是，表示数据 成功转发，并自动将当前已存储的无线路由数据包的个数减1;若否，则重新发送数据请求 发送信息。
[0020] 本发明又一方面还提供一种无线路由数据的转发系统，所述无线路由数据的转发 系统包括:第二通信模块，用于接收源于转发节点反馈的数据清除发送信息；第二处理模 块，与所述第二通信模块连接，用于选择第一个发送数据清除发送信息的转发节点作为下 一跳转发节点以转发数据;所述第一个发送数据清除发送信息的转发节点为具有转发无线 路由数据优先级最高的转发节点。
[0021] 于本发明的一实施例中，所述第二处理模块还用于判断是否在确认反馈定时内接 收到源于所述发送数据清除发送信息的转发节点的确认信息，若是，表示数据成功转发，并 自动将当前已存储的无线路由数据包的个数减1;若否，则令所述第二通信模块重新发送数 据请求发送信息。
[0022] 本发明最后一方面提供一种无线传感器，包括所述的无线路由数据的路由测度系 统，和/或所述的无线路由数据的转发系统
[0023]如上所述，本发明的无线路由数据的路由测度/转发方法及系统、无线传感器，具 有以下有益效果：
[0024]本发明所述的无线路由数据的路由测度/转发方法及系统、无线传感器在路由测 度过程中进一步考虑了节点缓冲区因素，能够进一步提高网络吞吐量，降低端到端时延，更 加适应实际无线传感器网络环境。
【附图说明】
[0025]图1显示为本发明的无线通信网络结构示意图。
[0026]图2显示为考虑节点缓冲区因素和未考虑节点缓存区因素两种情况下不同发送数 据包数目下的时间消耗测试仿真图
[0027]图3显示为本发明的无线路由数据的路由测度方法于一实施例中的流程示意图。 [0028]图4显示为本发明的无线路由数据的路由测度方法中步骤S3的流程示意图。
[0029] 图5显示为无线通信网络下采用本发明所述的路由测度方法和现有技术的网络吞 吐量测试结果示意图
[0030] 图6显示为无线通信网络下采用本发明所述的路由测度方法和现有技术的端到端 时延测试结果示意图。
[0031] 图7显示为本发明的无线路由数据的路由测度系统于一实施例中的原理结构示意 图。
[0032]图8显示为本发明的无线路由数据的转发方法于一实施例中的流程示意图。
[0033]图9显示为本发明的无线路由数据的转发系统于一实施例中的原理结构示意图。 [0034]图10A显示为本发明的无线传感器的一种原理结构示意图。
[0035]图10B显示为本发明的无线传感器的另一种原理结构示意图。
[0036]图10C显示为本发明的无线传感器的又一种原理结构示意图。
[0037] 元件标号说明
[0038] 1〇 无线通信网络
[0039] 1 源节点
[0040] 2 转发节点
[0041] 3 目标节点
[0042] 4 无线路由数据的路由测度系统
[0043] 41 第一通信模块
[0044] 42 第一处理模块
[0045] 5 无线路由数据的转发系统
[0046] 51 第二通信模块
[0047] 52 第二处理模块
[0048] 6 无线传感器
[0049] S1 ~S5 步骤
[0050] S1'~S7' 步骤
【具体实施方式】
[0051] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施 例中的特征可以相互组合。
[0052] 需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构 想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸 绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也 可能更为复杂。
[0053] 实施例一
[0054] 本实施例提供一种无线路由数据的路由测度方法，所述无线路由数据的路由测度 方法包括以下步骤：
[0055] 接收源于源节点发送的数据请求发送信息；
[0056] 判断当前已存储的无线路由数据包的个数是否小于转发节点数据包可接受阈值， 若是，则根据转发节点自身路由属性计算该转发节点的路由测度以确定该转发节点是否可 以作为发送的无线路由数据的下一跳转发节点；其中，转发节点的路由测度越小，表示其作 为下一跳转发节点的优先级越高；
[0057] 反馈一数据清除发送信息至所述源节点。
[0058] 以下将结合图示对本实施例所述的无线路由数据的路由测度方法进行详细阐述。 本实施例所述的无线路由数据的路由测度方法应用于如图1所示的无线通信网络中。该无 线通信网络10包括源节点1，多个转发节点2,及目标节点3。各节点于本实施例中可采用无 线传感器。
[0059]本实施例中设定无线通信网络区域为500 X 130m2,载频2.4GHZ，数据包大小为100 X8比特，路径损耗指数为2.5，SIFS为10ys。针对节点个数为100，150,200,250,300,350的6 个场景，分别采用5组随机数对应产生5种随机分布的节点数场景，其中发送方(源节点）和 接收方（目的节点）位置固定。吞吐量和端到端时延的实验结果为5种随机分布的节点数场 景结果的平均值。
[0060] 在实际的无线传感器的通信网络中，每个节点都时刻在传输数据包0，部分节点的 缓冲区内会积压大量数据包等待转发，在信道繁忙的情况下，这些积压在节点缓冲区中的 数据包会产生大量的等待时间，进而影响到网络的吞吐量和延时。为了减少数据转发延时， 在候选转发节点集的选择中，可以对一些积压数据包较多的节点降低其优先级，而对于一 些只有较少数据包转发的节点提高其优先级。
[0061] 请参阅图2,显示为考虑节点缓冲区因素和未考虑节点缓存区因素两种情况下不 同发送数据包数目下的时间消耗测试仿真图。如图2所示，在有100个节点的网络环境中，由 源节点向目的节点分别发送50、100、150、200、250个数据包，测试节点缓冲区因素对消耗时 间的影响。
[0062] 由测试结果可知，在相同实验条件下，在候选转发节点选择机制中，未考虑节点缓 冲区因素的路由协议在发送相同数目的数据包时，所消耗的时间较多。而如果考虑节点缓 冲区因素，充分利用了网络中闲置的节点资源，避免因缓冲区内数据包积压而产生的延时， 从而降低了网络仿真总时间。因此，节点缓冲区对网络性能有较大影响，在路由测度的设计 中需要加以考虑。
[0063]请参阅图3,显示为无线路由数据的路由测度方法于一实施例中的流程示意图。如 图3所示，所述无线路由数据的路由测度方法具体包括以下几个步骤：
[0064] S1，转发节点接收源于源节点发送的数据请求发送信息；即广播RTS(Request To Send)信息。其中，所述数据请求发送信息中包括源节点与目的节点的地理位置信息。根据 源节点与目的节点的地理位置信息，获取源节点与数据发送的目的节点间的目标距离。
[0065] S2,待转发节点接收到所述广播数据发送请求后，判断转发节点的节点缓冲区中 当前已存储的无线路由数据包的个数是否小于转发节点数据包可接受阈值，若是，则执行 步骤S3,若否，则执行步骤S4,即该转发节点不再接收无线路由数据包，且不能成为源节点 发送的无线路由数据的下一跳转发节点。在本实施例中，转发节点数据包可接受阈值设置 为5〇
[0066] S3,根据转发节点自身路由属性计算该转发节点的路由测度以确定该转发节点是 否可以作为发送的无线路由数据的下一跳转发节点。其中，转发节点的路由测度越小，表示 其作为下一跳转发节点的优先级越高。请参阅图4,显示为步骤S3的流程示意图。如图4所 示，根据转发节点自身路由属性计算该转发节点的路由测度以确定该转发节点是否可以作 为发送的无线路由数据的下一跳转发节点具体包括以下几个步骤：
[0067] S31，累计该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量。在本实施例中，通过转 发节点中发射功率为15mw，接收功率为10mw的节点能量测试器累计该转发节点截止到当前 时刻所消耗的节点能量。
[0068] S32,根据该转发节点自身的地理位置信息和目的节点的地理位置信息来获取该 转发节点到目的节点之间的距离。
[0069 ] S33，对该转发节点中当前已存储的无线路由数据包进行计数。
[0070] S34,根据预存路由测度计算方式计算该转发节点的路由测度。在本实施例中，基 于节点地理位置策略，综合考虑节点缓冲区和能量，预存路由测度计数方式为：
[0071]
公式（1)
[0072]其中，Ds,d是源节点到目的节点的距离，Dn,d是该转发节点到目的节点的距离， C〇nSenergy为该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量，Numbuffer是当前已存储的无线 路由数据包的个数，C3是与距离相关的常量，C4是与能量相关的常量，C 5是与无线路由数据 包的个数相关的常量，SIFS为帧间间隔。在本实施例中，TBEAQR越小，该转发节点的转发无线 路由数据的优先级越高。
[0073] S5,在该转发节点的路由测度TBEAQR，定时结束后反馈一数据消除发送消息，即CTS 信息至源节点。
[0074] 在本实施例中，所述无线路由数据的路由测度方法还包括若该转发节点确定为无 线路由数据的下一跳转发节点后，该节点中节点缓冲区的数据包个数自动加1。
[0075]请参阅图5和图6,显示为无线通信网络下采用实施例一所述的路由测度方法和现 有技术的网络吞吐量测试结果示意图和端到端时延测试结果示意图。如图5和图6可知，本 实施例所述的无线路由数据的路由测度方法在不同的节点数下都比基于能量的路由测度 (EA0R)要有更高的网络吞吐量，在不同节点数下极大的减小了网络的端到端时延。
[0076]本实施例所述的无线路由数据的路由测度方法在路由测度过程中进一步考虑了 节点缓冲区因素，能够进一步提高网络吞吐量，降低端到端时延，更加适应实际无线传感器 网络环境。
[0077]实施例二
[0078]本实施例提供一种无线路由数据的路由测度系统，所述无线路由数据的路由测度 系统包括：
[0079]第一通信模块，用于接收源于源节点发送的数据请求发送信息；
[0080] 第一处理模块，与所述第一通信模块，用于判断当前已存储的无线路由数据包的 个数是否小于转发节点数据包可接受阈值，若是，则根据转发节点自身路由属性计算该转 发节点的路由测度以确定该转发节点是否可以作为发送的无线路由数据的下一跳转发节 点，其中，转发节点的路由测度越小，表示其作为下一跳转发节点的优先级越高;令所述第 一通信模块反馈一数据清除发送信息至所述源节点。
[0081] 以下将结合图示对本实施例所述的无线路由数据的路由测度系统进行详细阐述。 本实施例所述的无线路由数据的路由测度系统的原理结构示意图如图7所示。所述无线路 由数据的路由测度系统4包括:第一通信模块41和第一处理模块42。
[0082] 第一通信模块41用于接收源于源节点发送的数据请求发送信息；即广播RTS (Request To Send)信息。其中，所述数据请求发送信息中包括源节点与目的节点的地理位 置信息。根据源节点与目的节点的地理位置信息，获取源节点与数据发送的目的节点间的 目标距离。
[0083]与所述第一通信模块41连接的第一处理模块42用于待第一通信模块41接收到所 述广播数据发送请求后，判断转发节点的节点缓冲区中当前已存储的无线路由数据包的个 数是否小于转发节点数据包可接受阈值，若是，则根据转发节点自身路由属性计算该转发 节点的路由测度以确定该转发节点是否可以作为源节点发送的无线路由数据的下一跳转 发节点。在本实施例中，转发节点数据包可接受阈值设置为5。其中，转发节点的路由测度越 小，表示其作为下一跳转发节点的优先级越高，若否，则所述第一通信模块41不再接收无线 路由数据包，且该转发节点不能成为源节点发送的无线路由数据的下一跳转发节点。请继 续参阅图7,所述第一处理模块42包括:能量累计单元421、距离获取单元422、数据包计数单 元423、及计算单元424。
[0084]能量累计单元421用于累计该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量。在本 实施例中，通过转发节点中发射功率为15mw，接收功率为10 mw的节点能量测试器累计该转 发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量。
[0085]与所述能量累计单元421连接的距离获取单元422用于根据该转发节点自身的地 理位置信息和目的节点的地理位置信息来获取该转发节点到目的节点之间的距离。
[0086]与所述距离获取单元422连接的数据包计数单元423用于对该转发节点中当前已 存储的无线路由数据包进行计数。
[0087]与所述能量累计单元421、距离获取单元422、数据包计数单元423连接的计算单元 424用于根据预存路由测度计算方式计算该转发节点的路由测度。在本实施例中，基于节点 地理位置策略，综合考虑节点缓冲区和能量，预存在所述计算单元424中的路由测度计数方 式为：
[0088]
公式（1)
[0089]其中，Ds,d是源节点到目的节点的距离，Dn,d是该转发节点到目的节点的距离， C〇nSenergy为该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量，Numbuffer是当前已存储的无线 路由数据包的个数，C3是与距离相关的常量，C4是与能量相关的常量，C 5是与无线路由数据 包的个数相关的常量，SIFS为帧间间隔。在本实施例中，TBEAQR越小，该转发节点的转发无线 路由数据的优先级越高。
[0090] 在该转发节点的路由测度TBEAQR，定时结束后所述第一处理模块42令所述第一通信 模块41反馈一数据消除发送消息，即CTS信息至源节点。
[0091] 在本实施例中，所述无线路由数据的路由测度系统的第一处理模块42若该转发节 点确定为无线路由数据的下一跳转发节点后，该节点中节点缓冲区的数据包个数自动加1。
[0092] 本实施例所述的无线路由数据的路由测度系统在路由测度过程中进一步考虑了 节点缓冲区因素，能够进一步提高网络吞吐量，降低端到端时延，更加适应实际无线传感器 网络环境。
[0093] 实施例三
[0094]本实施例提供一种无线路由数据的转发方法，所述无线路由数据的转发方法包 括：
[0095]接收源于转发节点反馈的数据清除发送信息；
[0096]选择第一个发送数据清除发送信息的转发节点作为下一跳转发节点以转发数据； 所述第一个发送数据清除发送信息的转发节点为具有转发无线路由数据优先级最高的转 发节点。
[0097]以下将结合图示对本实施例所述的无线路由数据的转发方法进行详细阐述。请参 阅图8,显示为无线路由数据的转发方法于一实施例中的流程示意图。如图8所示，所述无线 路由数据的转发方法具体包括以下几个步骤：
[0098] S1'，接收从源节点转发的无线路由数据包。
[0099] S2'，判断该节点中节点缓冲区中当前已存储的无线路由数据包的个数是否大于 〇,若是，则执行步骤S3'，若否，结束进程。
[0100] S3'，广播数据请求发送信息，即广播RTS信息。
[0101] S4'，接收源于转发节点反馈的数据清除发送信息，即CTS信息。
[0102] S5'，基于实施例一中所述的无线路由数据的路由测度方法选择出转发无线路由 数据的下一跳转发节点，及选择第一个发送数据清除发送信息的转发节点作为下一跳转发 节点以转发数据;所述第一个发送数据清除发送信息的转发节点为具有转发无线路由数据 优先级最高的转发节点。
[0103] S6'，将所述无线路由数据转发至第一个发送数据清除发送信息的转发节点。
[0104] S7'，判断是否在确认反馈定时(Tao〇内接收到源于所述发送数据清除发送信息的 转发节点的确认信息，若是，表示数据成功转发，并自动将当前已存储的无线路由数据包的 个数减1;若否，则返回步骤S3 '，重新发送数据请求发送信息(RTS信息）。
[0105] 实施例四
[0106] 本实施例提供一种无线路由数据的转发系统5,请参阅图9,显示为无线路由数据 的转发系统于一实施例中的原理结构示意图。如图9所示，所述无线路由数据的转发系统5 包括：
[0107] 第二通信模块51用于接收从源节点转发的无线路由数据包。
[0108] 与所述第二通信模块51连接的第二处理模块52用于判断该节点中节点缓冲区中 当前已存储的无线路由数据包的个数是否大于0,若是，则令所述第二通信模块51广播数据 请求发送信息，即广播RTS信息。若否，停止运行所述无线路由数据的转发系统5。
[0109]在所述第二通信模块51接收源于转发节点反馈的数据清除发送信息，即CTS信息 时，所述第二处理模块52还用于执行以下几个功能：
[0110]选择出转发无线路由数据的下一跳转发节点，及选择第一个发送数据清除发送信 息的转发节点作为下一跳转发节点以转发数据;所述第一个发送数据清除发送信息的转发 节点为具有转发无线路由数据优先级最高的转发节点。 令所述第二通信模块51将所述无线路由数据转发至第一个发送数据清除发送信 息的转发节点。
[0112]判断是否在确认反馈定时(Tao〇内接收到源于所述发送数据清除发送信息的转发 节点的确认信息，若是，表示数据成功转发，并自动将当前已存储的无线路由数据包的个数 减1;若否，则令所述第二通信模块51重新发送数据请求发送信息(RTS信息）。
[0113] 实施例五
[0114] 本实施例提供一种无线传感器6,请参阅图10A，10B，和10C，分别显示无线传感器 的一种原理结构示意图，另一种原理结构示意图，又一种原理结构示意图。如图10A所示，所 述无线传感器6包括上述实施例二中的无线路由数据的路由测度系统4。如图10B所示，所述 无线传感器6包括上述实施例中的无线路由数据的转发系统5。如图10C所示，所述无线传感 器6包括无线路由数据的路由测度系统4和与所述无线路由数据的路由测度系统4连接的无 线路由数据的转发系统5。
[0115] 综上所述，本发明所述的无线路由数据的路由测度/转发方法及系统、无线传感器 在路由测度过程中进一步考虑了节点缓冲区因素，能够进一步提高网络吞吐量，降低端到 端时延，更加适应实际无线传感器网络环境。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺 点而具高度产业利用价值。
[0116]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因 此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种无线路由数据的路由测度方法，其特征在于，所述无线路由数据的路由测度方 法包括以下步骤： 接收源于源节点发送的数据请求发送信息； 判断当前已存储的无线路由数据包的个数是否小于转发节点数据包可接受阈值，若 是，则根据转发节点自身路由属性计算该转发节点的路由测度以确定该转发节点是否可以 作为发送的无线路由数据的下一跳转发节点；其中，转发节点的路由测度越小，表示其作为 下一跳转发节点的优先级越高； 反馈一数据清除发送信息至所述源节点。2. 根据权利要求1所述的无线路由数据的路由测度方法，其特征在于:所述数据请求发 送信息包括源节点和目的节点的地理位置信息；根据源节点和目的节点的地理位置信息， 获取源节点和目的节点之间的距离。3. 根据权利要求1所述的无线路由数据的路由测度方法，其特征在于:所述无线路由数 据的路由测度方法还包括： 累计该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量； 获取该转发节点到目的节点之间的距离； 对该转发节点中当前已存储的无线路由数据包进行计数； 根据预存路由测度计算方式计算该转发节点的路由测度。4. 根据权利要求3所述的无线路由数据的路由测度方法，其特征在于:所述预存路由测 度计算方式为： 其中，Ds,d是源节点到目的节点的跑离，Dn,d是该转友节点到目的节点的距离，Consenergy 为该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量，Numbuffer是当前已存储的无线路由数据 包的个数，C 3是与距离相关的常量，C4是与能量相关的常量，C5是与无线路由数据包的个数 相关的常量，SIFS为帧间间隔。5. 根据权利要求1所述的无线路由数据的路由测度方法，其特征在于:若当前已存储的 无线路由数据包的个数大于等于转发节点数据包可接受阈值，则该转发节点不再接收无线 路由数据包，且不能成为源节点发送的无线路由数据的下一跳转发节点。6. -种无线路由数据的路由测度系统，其特征在于，所述无线路由数据的路由测度系 统包括： 第一通信模块，用于接收源于源节点发送的数据请求发送信息； 第一处理模块，与所述第一通信模块，用于判断当前已存储的无线路由数据包的个数 是否小于转发节点数据包可接受阈值，若是，则根据转发节点自身路由属性计算该转发节 点的路由测度以确定该转发节点是否可以作为发送的无线路由数据的下一跳转发节点，其 中，转发节点的路由测度越小，表示其作为下一跳转发节点的优先级越高;令所述第一通信 模块反馈一数据清除发送信息至所述源节点。7. 根据权利要求6所述的无线路由数据的路由测度系统，其特征在于:所述数据请求发 送信息包括源节点和目的节点的地理位置信息;所述第一处理模块还用于根据源节点和目 的节点的地理位置信息，获取源节点和目的节点之间的距离。8. 根据权利要求6所述的无线路由数据的路由测度系统，其特征在于:所述第一处理模 块包括： 能量累计单元，用于累计该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量； 距离获取单元，用于获取该转发节点到目的节点之间的距离； 数据包计数单元，与所述距离获取单元连接，用于对该转发节点中当前已存储的无线 路由数据包进行计数； 计算单元，分别与所述能量累计单元、距离获取单元、和数据包计数单元连接，用于根 据预存路由测度计算方式计算该转发节点的路由测度。9. 根据权利要求8所述的无线路由数据的路由测度系统，其特征在于:所述预存路由测 度计算方式为： 其中，Ds,(]是游、Tl兄到H tw Tl兄tw記1??，Un, d定谈符Λ Tl兄到H tw Tl兄tw距离，Consenergy 为该转发节点截止到当前时刻所消耗的节点能量，Numbuffer是当前已存储的无线路由数据 包的个数，C3是与距离相关的常量，C4是与能量相关的常量，C5是与无线路由数据包的个数 相关的常量，SIFS为帧间间隔。10. -种无线路由数据的转发方法，其特征在于，所述无线路由数据的转发方法包括： 接收源于转发节点反馈的数据清除发送信息； 选择第一个发送数据清除发送信息的转发节点作为下一跳转发节点以转发数据;所述 第一个发送数据清除发送信息的转发节点为具有转发无线路由数据优先级最高的转发节 点。11. 根据权利要求10所述的无线路由数据的转发方法，其特征在于:所述无线路由数据 的转发方法还包括判断是否在确认反馈定时内接收到源于所述发送数据清除发送信息的 转发节点的确认信息，若是，表示数据成功转发，并自动将当前已存储的无线路由数据包的 个数减1;若否，则重新发送数据请求发送信息。12. -种无线路由数据的转发系统，其特征在于，所述无线路由数据的转发系统包括： 第二通信模块，用于接收源于转发节点反馈的数据清除发送信息； 第二处理模块，与所述第二通信模块连接，用于选择第一个发送数据清除发送信息的 转发节点作为下一跳转发节点以转发数据;所述第一个发送数据清除发送信息的转发节点 为具有转发无线路由数据优先级最高的转发节点。13. 根据权利要求12所述的无线路由数据的转发系统，其特征在于:所述第二处理模块 还用于判断是否在确认反馈定时内接收到源于所述发送数据清除发送信息的转发节点的 确认信息，若是，表示数据成功转发，并自动将当前已存储的无线路由数据包的个数减1;若 否，则令所述第二通信模块重新发送数据请求发送信息。14. 一种无线传感器，其特征在于，包括如权利要求6-9中任一项所述的无线路由数据 的路由测度系统，和/或如权利要求12-13中任一项所述的无线路由数据的转发系统。
【文档编号】H04L12/721GK105898817SQ201610206150
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】陈晓东, 高成虎, 宋梁
【申请人】中国科学院上海高等研究院