專(zhuān)利名稱(chēng)：智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信組網(wǎng)技術(shù)，具體是指一種智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線傳感網(wǎng)作為一種新興的技術(shù)，憑借著其自組織、多點(diǎn)協(xié)作監(jiān)測(cè)以及其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所不具備的特點(diǎn)，極大的增強(qiáng)了人們信息獲取的能力，越來(lái)越受到人們的重視，有著非常重要的應(yīng)用前景。在無(wú)線傳感網(wǎng)中，能量消耗是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。無(wú)線傳感網(wǎng)的一個(gè)非常重要的研究熱點(diǎn)就是如何節(jié)省能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。有關(guān)研究表明，無(wú)線發(fā)送是無(wú)線傳感網(wǎng)中最消耗能量的部分。路由技術(shù)作為無(wú)線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，直接影響數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)發(fā)中需要轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)，也即需要無(wú)線發(fā)送的次數(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的能量消耗起著非常重要的作用。
無(wú)線傳感網(wǎng)采用多跳無(wú)線通信技術(shù)，各節(jié)點(diǎn)將采集的數(shù)據(jù)利用多跳接力的方式發(fā)至匯聚節(jié)點(diǎn)，這必將導(dǎo)致內(nèi)層節(jié)點(diǎn)承擔(dān)的數(shù)據(jù)發(fā)送量較重，能量消耗過(guò)快。如果節(jié)點(diǎn)在選擇路由時(shí)，不考慮下跳節(jié)點(diǎn)的能量消耗情況，某些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)將因過(guò)重的負(fù)載流量而能量耗盡，最終導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)被切割成幾個(gè)孤立的小島，有效覆蓋面積降低。因此，在無(wú)線傳感網(wǎng)的路由協(xié)議研究中，人們提出了能量路由，其基本思想是在路由的選擇時(shí)要結(jié)合節(jié)點(diǎn)的能量信息，使得節(jié)點(diǎn)的能量消耗能夠均衡，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)連通正常工作的時(shí)間。在網(wǎng)絡(luò)路由中引進(jìn)蟻群算法是1997年DORIGO針對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)提出的Antnet。它用模擬螞蟻沿最短路徑尋找食物的方式進(jìn)行路由選擇，并取得了良好的效果。但在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，引入蟻群算法講面臨諸多難題。首先，Antnet涉及的參數(shù)多，計(jì)算量大，這對(duì)無(wú)線傳感器借點(diǎn)的有限資源無(wú)疑是不切實(shí)際的；其二，容易造成部分節(jié)點(diǎn)過(guò)早死亡，使網(wǎng)絡(luò)生命周期大為縮短。如何將蟻群算法有效引入無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)以提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力和生命周期，實(shí)已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員有待解決的技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法，能有效地均衡無(wú)線傳感網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。本發(fā)明智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法，具體如下I)采用輪詢(xún)機(jī)制，使得網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠知道自己到其他節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)，并維持各節(jié)點(diǎn)間的鄰居表；2)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)將自身的數(shù)據(jù)流量、傳輸時(shí)延和能量狀態(tài)信息加載在前進(jìn)螞蟻上，發(fā)出螞蟻包，并根據(jù)鄰居表中鄰居節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)選取下跳地址向目的節(jié)點(diǎn)前進(jìn)；；3)所述前進(jìn)螞蟻由源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)前進(jìn)路徑上所到的每一節(jié)點(diǎn)，都將自身的數(shù)據(jù)流量、傳輸時(shí)延和能量狀態(tài)信息加載在所述前進(jìn)螞蟻上，直到所述前進(jìn)螞蟻到達(dá)目的節(jié)占.
4)當(dāng)所述前進(jìn)螞蟻到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后，目的節(jié)點(diǎn)將所述前進(jìn)螞蟻搜集的其前進(jìn)路徑上各節(jié)點(diǎn)及自身的能量、時(shí)延、數(shù)據(jù)流量信息加載在返回螞蟻上，并使返回螞蟻按照前進(jìn)螞蟻的前進(jìn)路經(jīng)由目的節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)返回；5)在返回途中，返回螞蟻每達(dá)到一節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)按照能量和時(shí)延蟻群算法更新包含自身與相鄰各節(jié)點(diǎn)的能量消耗和傳輸時(shí)延的信息素值表，以便供后續(xù)達(dá)到自身的數(shù)據(jù)包或螞蟻確定行進(jìn)路由路徑。上述的步驟⑴中，匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送HELLO包使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠得知其自身到其他節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的步驟是(a)由Sink點(diǎn)發(fā)起節(jié)點(diǎn)跳數(shù)建立；(b)在Sink點(diǎn)周?chē)惶秶鷥?nèi)的節(jié)點(diǎn)假定為K，最先得知自己的鄰接節(jié)點(diǎn)表中有Sink點(diǎn)，則將自己的跳數(shù)計(jì)為1，并且向鄰接節(jié)點(diǎn)表中的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己的跳數(shù)信息；(c)鄰接節(jié)點(diǎn)K+1收到信息，將鄰接節(jié)點(diǎn)表中K節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)寫(xiě)為1，并且進(jìn)行判斷，選取鄰接節(jié)點(diǎn)表中跳數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)加I作為自己的跳數(shù)，并且向鄰接節(jié)點(diǎn)表中除了最小跳數(shù)節(jié)點(diǎn)之外的鄰接節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己的跳數(shù)信息；這樣從 匯聚節(jié)點(diǎn)開(kāi)始的網(wǎng)絡(luò)中連通的節(jié)點(diǎn)都會(huì)得到自身到目的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下本發(fā)明的智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法采用據(jù)能量損耗和時(shí)延來(lái)更新各節(jié)點(diǎn)的信息素表。本發(fā)明在選擇路由時(shí)利用蟻群算法的優(yōu)點(diǎn)，符合無(wú)線傳感網(wǎng)的特點(diǎn)，算法較為簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可用于各種以數(shù)據(jù)為中心的無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)合，具有較大的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。


圖I是本發(fā)明智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖I所示，智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法，具體如下I)采用輪詢(xún)機(jī)制，使網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠知道自己到其他節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)，并維持各節(jié)點(diǎn)間的鄰居表；2)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)將自身的數(shù)據(jù)流量、傳輸時(shí)延和能量狀態(tài)信息加載在前進(jìn)螞蟻上，發(fā)出螞蟻包，并根據(jù)鄰居表中鄰居節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)選取下跳地址向目的節(jié)點(diǎn)前進(jìn)；；3)所述前進(jìn)螞蟻由源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)前進(jìn)路徑上所到的每一節(jié)點(diǎn)，都將自身的數(shù)據(jù)流量、傳輸時(shí)延和能量狀態(tài)信息加載在所述前進(jìn)螞蟻上，直到所述前進(jìn)螞蟻到達(dá)目的節(jié)占.4)當(dāng)所述前進(jìn)螞蟻到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后，目的節(jié)點(diǎn)將所述前進(jìn)螞蟻搜集的其前進(jìn)路徑上各節(jié)點(diǎn)及自身的能量、時(shí)延、數(shù)據(jù)流量信息加載在返回螞蟻上，并使返回螞蟻按照前進(jìn)螞蟻的前進(jìn)路經(jīng)由目的節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)返回；5)在返回途中，返回螞蟻每達(dá)到一節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)按照能量和時(shí)延蟻群算法更新包含自身與相鄰各節(jié)點(diǎn)的能量消耗和傳輸時(shí)延的信息素值表，以便供后續(xù)達(dá)到自身的數(shù)據(jù)包或螞蟻確定行進(jìn)路由路徑。上述的步驟(I)中，匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送HELLO包使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠得知其自身到其他節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的步驟是(a)由Sink點(diǎn)發(fā)起節(jié)點(diǎn)跳數(shù)建立；(b)在Sink點(diǎn)周?chē)惶秶鷥?nèi)的節(jié)點(diǎn)假定為K，最先得知自己的鄰接節(jié)點(diǎn)表中有S ink點(diǎn)，則將自己的跳數(shù)計(jì)為1，并且向鄰接節(jié)點(diǎn)表中的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己的跳數(shù)信息；(c)鄰接節(jié)點(diǎn)K+1收到信息，將鄰接節(jié)點(diǎn)表中K節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)寫(xiě)為1，并且進(jìn)行判斷，選取鄰接節(jié)點(diǎn)表中跳數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)加I作為自己的跳數(shù)，并且向鄰接節(jié)點(diǎn)表中除了最小跳數(shù)節(jié)點(diǎn)之外的鄰接節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己的跳數(shù)信息；這樣從匯聚節(jié)點(diǎn)開(kāi)始的網(wǎng)絡(luò)中連通的節(jié)點(diǎn)都會(huì)得到自身到目的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法，其特征在于，具體如下 1)采用輪詢(xún)機(jī)制，使網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠知道自己到其他節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)，并維持各節(jié)點(diǎn)間的鄰居表； 2)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)將自身的數(shù)據(jù)流量、傳輸時(shí)延和能量狀態(tài)信息加載在前進(jìn)螞蟻上，發(fā)出螞蟻包，并根據(jù)鄰居表中鄰居節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)選取下跳地址向目的節(jié)點(diǎn)、產(chǎn).、rr.如進(jìn);； 3)所述前進(jìn)螞蟻由源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)前進(jìn)路徑上所到的每一節(jié)點(diǎn)，都將自身的數(shù)據(jù)流量、傳輸時(shí)延和能量狀態(tài)信息加載在所述前進(jìn)螞蟻上，直到所述前進(jìn)螞蟻到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)； 4)當(dāng)所述前進(jìn)螞蟻到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后，目的節(jié)點(diǎn)將所述前進(jìn)螞蟻搜集的其前進(jìn)路徑上各節(jié)點(diǎn)及自身的能量、時(shí)延、數(shù)據(jù)流量信息加載在返回螞蟻上，并使返回螞蟻按照前進(jìn)螞蟻的前進(jìn)路經(jīng)由目的節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)返回； 5)在返回途中，返回螞蟻每達(dá)到一節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)按照能量和時(shí)延蟻群算法更新包含自身與相鄰各節(jié)點(diǎn)的能量消耗和傳輸時(shí)延的信息素值表，以便供后續(xù)達(dá)到自身的數(shù)據(jù)包或螞蟻確定行進(jìn)路由路徑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了智能化無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由方法，采用輪詢(xún)機(jī)制使網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠知道自己到其他節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)；源節(jié)點(diǎn)將自身的數(shù)據(jù)流量、傳輸時(shí)延和能量狀態(tài)信息加載在前進(jìn)螞蟻上，向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)出螞蟻包；路徑上每一節(jié)點(diǎn)將自身的數(shù)據(jù)流量、傳輸時(shí)延和能量狀態(tài)信息加載在前進(jìn)螞蟻上；目的節(jié)點(diǎn)將前進(jìn)螞蟻搜集的前進(jìn)路徑上各節(jié)點(diǎn)及自身的能量、時(shí)延、數(shù)據(jù)流量信息加載在返回螞蟻上，返回螞蟻按前進(jìn)路向源節(jié)點(diǎn)返回；返回途中的節(jié)點(diǎn)按照能量和時(shí)延蟻群算法更新包含自身與相鄰各節(jié)點(diǎn)的能量消耗和傳輸時(shí)延的信息素值表，供后續(xù)達(dá)到自身的數(shù)據(jù)包或螞蟻確定行進(jìn)路由路徑。本發(fā)明能有效地均衡無(wú)線傳感網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。
文檔編號(hào)H04W40/10GK102781059SQ20111011972
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者劉鋼, 袁暉, 趙勇 申請(qǐng)人:惠州紫旭科技有限公司