專利名稱：：一種應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及無線傳感
技術領域：
，特別是涉及一種應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法。
背景技術：
：隨著微機電系統(tǒng)、無線通信和數(shù)字電路的不斷飛速發(fā)展，具有低功耗，低成本，多功能特性的傳感器節(jié)點大量出現(xiàn)?；诖罅總鞲衅鞴?jié)點部署的傳感器網(wǎng)絡也因其廣泛的應用前景，越來越受到重視。無線傳感器網(wǎng)絡可以廣泛地應用于軍事和民用環(huán)境，進行信息的收集和處理、對象跟蹤和網(wǎng)絡環(huán)境的檢測，尤其適合配置在野外、交通要道、醫(yī)療和安全部門等場合。無線傳感器網(wǎng)絡不依賴于固定的基礎設施，其網(wǎng)絡節(jié)點要求具有自組織能力。與傳統(tǒng)的自組織網(wǎng)絡相比，無線傳感器網(wǎng)絡具有下述特點1、網(wǎng)絡規(guī)模更為龐大，節(jié)點數(shù)目更多2、節(jié)點密集分布在目標區(qū)域3、網(wǎng)絡的拓撲結構變化快4、網(wǎng)絡節(jié)點易失效5、通常節(jié)點沒有統(tǒng)一的身份(ID)按照調(diào)度來劃分，無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議大體可以分為三大類第一類是表驅(qū)動路由協(xié)議；第二類是按需路由協(xié)議；第三類是混合路由協(xié)議。表驅(qū)動和按需驅(qū)動路由各有優(yōu)缺點。表驅(qū)動路由的優(yōu)點是信息傳輸時不需要等待建立鏈路，傳輸延遲?。蝗秉c是維持路由表的冗余開銷較大，影響帶寬，并增加終端存儲和計算負擔。按需路由的優(yōu)點是降低了對帶寬和能量的過度消耗，降低了本地存儲開銷，路由魯棒性強；缺點是每次傳輸前發(fā)起路由，在跳數(shù)較大的情況下傳輸延遲較大，在重復性路由發(fā)現(xiàn)中增加了不必要的開銷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，能夠結合按需路由和表驅(qū)動路由兩種路由方法的優(yōu)點，根據(jù)網(wǎng)絡特性，更改路由方式。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，包括以下步驟(1)采用按需驅(qū)動路由進行路由選擇，源節(jié)點到目標節(jié)點間的各點均保存各自路由表；(2)在下次數(shù)據(jù)傳輸時，將新建立的路由表與步驟⑴中保存的路由表進行對比，如果兩者一致，則第一計數(shù)器加一；否則返回步驟(1)；(3)判斷第一計數(shù)器內(nèi)的值是否超過第一門限，如果超過第一門限，則進入步驟⑷；否則返回步驟⑴；(4)采用表驅(qū)動路由進行路由選擇，并在組網(wǎng)結束后保存各節(jié)點的路由表；(5)在網(wǎng)絡更新或網(wǎng)絡拓撲結構改變時，將更新后的路由表和步驟⑷中保存的各節(jié)點的路由表進行對比，如果兩者一致，則第二計數(shù)器加一；否則返回步驟；(6)判斷第二計數(shù)器內(nèi)的值是否超過第二門限，如果超過第二門限，則返回步驟(1)；否則，返回步驟⑷。所述步驟(1)中，組網(wǎng)通過源節(jié)點發(fā)送請求幀，全網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點接收并轉(zhuǎn)發(fā)，目的節(jié)點收到源節(jié)點的請求幀之后，沿原路徑返回一個確認幀。所述步驟O)中在新建立的路由表與步驟(1)中保存的路由表不一致時，先將第一計數(shù)器清零，再返回步驟(1)。所述步驟(4)中，在初始狀態(tài)時，各節(jié)點廣播自身的路由表項，各節(jié)點收到路由表項之后，更新自身路由表，直至組網(wǎng)結束。所述步驟中，在網(wǎng)絡更新或網(wǎng)絡拓撲結構改變時，各節(jié)點復制保存路由表項，整個網(wǎng)絡以周期T進行更新，各個節(jié)點以周期T廣播自身路由表項，更新網(wǎng)絡，網(wǎng)絡再次穩(wěn)定后，對比新舊路由表。有益效果由于采用了上述的技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明可以集合按需路由和表驅(qū)動路由的優(yōu)勢，增加網(wǎng)絡的健壯性，根據(jù)網(wǎng)絡的狀態(tài)自適應的調(diào)整網(wǎng)絡路由算法。本發(fā)明特別適用于大范圍隨機布設的網(wǎng)絡，只要網(wǎng)絡布設好，就可以進行通信。當網(wǎng)絡結構穩(wěn)定之后，將切換至表驅(qū)動路由狀態(tài)，通信的效率高。使用該路由方法，網(wǎng)絡的魯棒性好，組網(wǎng)時間短，路由效率高。本發(fā)明的狀態(tài)調(diào)整門限可以靈活設置，以滿足不同應用需求的使用。本發(fā)明的路由方法，能夠提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡通信，能夠避免長時間建立網(wǎng)絡導致的網(wǎng)絡癱瘓，相對純按需路由，能夠減少傳輸時延。圖1是本發(fā)明的原理圖；圖2是本發(fā)明的流程圖；圖3是點A要向點D發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡結構示意圖；圖4是網(wǎng)絡穩(wěn)定狀態(tài)下的網(wǎng)絡拓撲示意圖。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，結合兩種路由方法的優(yōu)點，根據(jù)網(wǎng)絡特性，更改路由方式。如圖1所示，當網(wǎng)絡變化較快或網(wǎng)絡拓撲不穩(wěn)定的時候，采用按需路由方式，當網(wǎng)絡結構變化慢或拓撲穩(wěn)定的時候，采用表驅(qū)動的路由方式。當網(wǎng)絡剛剛建立的時候，網(wǎng)絡的拓撲結構如圖3所示，并且A節(jié)點要向D節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。根據(jù)圖2所示的路由方法流程圖，該路由過程如下S2-1，源節(jié)點A請求發(fā)送數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)S2-2；S2-2，源節(jié)點A廣播RREQ分組，包含目的節(jié)點D的信息；S2-3，各節(jié)點收到該RREQ之后，轉(zhuǎn)發(fā)該消息，直到轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點D，目的節(jié)點D按照原路返回一個RREP分組；S2-4，源節(jié)點A是否收到了RREP，若收到，轉(zhuǎn)S-5，否則，轉(zhuǎn)S2-4；S2-5，路由通路已經(jīng)建立，如圖3所示，源節(jié)點A沿該路徑發(fā)送數(shù)據(jù)；S2-6，備份路由表項與新的路由表項是否相同，如果相同，轉(zhuǎn)S2-8，否則轉(zhuǎn)S2-7；S2-7，清零MaCount計數(shù)器，并跳轉(zhuǎn)到S2-1；S2-8，增加MaCount計數(shù)器的值；S2-9，gMaCount計數(shù)器大于門限值，則跳轉(zhuǎn)S2-10，否則，跳轉(zhuǎn)S2-1；當網(wǎng)絡拓撲穩(wěn)定下來后，StaCount計數(shù)器將大于門限值，于是進入表驅(qū)動路由狀態(tài)，圖4是在該狀態(tài)下A點路由表項的示意圖。根據(jù)圖2的路由算法流程圖，對這一過程進行描述。S2-10，沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，以周期T廣播自身的路由表項；S2-11，若收到其他節(jié)點的路由表項，則跳轉(zhuǎn)S2-12，否則跳轉(zhuǎn)S2-11；S2-12，更新本節(jié)點的路由表項，并進行備份保存；S2-13，若新的路由表項與備份表項相同，則跳轉(zhuǎn)S2-16，清零Ur^taCoimt計數(shù)器，跳轉(zhuǎn)到S2-11，否則跳轉(zhuǎn)S2-14；S2-14，增加UMtaCount計數(shù)器的值；S2-15，若Ur^taCount計數(shù)器的值達到門限，則跳轉(zhuǎn)S2-1，進入按需路由狀態(tài)，否則，跳轉(zhuǎn)S2-11。經(jīng)歷了該建立路由的過程，節(jié)點A中的路由表信息如圖4所示，節(jié)點A中存有網(wǎng)絡中各個節(jié)點的路由信息。權利要求1.一種應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，其特征在于，包括以下步驟(1)采用按需驅(qū)動路由進行路由選擇，源節(jié)點到目標節(jié)點間的各點均保存各自路由表；(2)在下次數(shù)據(jù)傳輸時，將新建立的路由表與步驟(1)中保存的路由表進行對比，如果兩者一致，則第一計數(shù)器加一；否則返回步驟(1)；(3)判斷第一計數(shù)器內(nèi)的值是否超過第一門限，如果超過第一門限，則進入步驟；否則返回步驟⑴；(4)采用表驅(qū)動路由進行路由選擇，并在組網(wǎng)結束后保存各節(jié)點的路由表；(5)在網(wǎng)絡更新或網(wǎng)絡拓撲結構改變時，將更新后的路由表和步驟中保存的各節(jié)點的路由表進行對比，如果兩者一致，則第二計數(shù)器加一；否則返回步驟；(6)判斷第二計數(shù)器內(nèi)的值是否超過第二門限，如果超過第二門限，則返回步驟(1)；否則，返回步驟⑷。2.根據(jù)權利要求1所述的應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，其特征在于，所述步驟⑴中，組網(wǎng)通過源節(jié)點發(fā)送請求巾貞，全網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點接收并轉(zhuǎn)發(fā)，目的節(jié)點收到源節(jié)點的請求幀之后，沿原路徑返回一個確認幀。3.根據(jù)權利要求1所述的應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，其特征在于，所述步驟O)中在新建立的路由表與步驟(1)中保存的路由表不一致時，先將第一計數(shù)器清零，再返回步驟(1)。4.根據(jù)權利要求1所述的應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，其特征在于，所述步驟中，在初始狀態(tài)時，各節(jié)點廣播自身的路由表項，各節(jié)點收到路由表項之后，更新自身路由表，直至組網(wǎng)結束。5.根據(jù)權利要求1所述的應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，其特征在于，所述步驟中，在網(wǎng)絡更新或網(wǎng)絡拓撲結構改變時，各節(jié)點復制保存路由表項，整個網(wǎng)絡以周期T進行更新，各個節(jié)點以周期T廣播自身路由表項，更新網(wǎng)絡，網(wǎng)絡再次穩(wěn)定后，對比新舊路由表。全文摘要本發(fā)明涉及一種應用于無線傳感網(wǎng)的自適應路由選擇方法，所述網(wǎng)絡內(nèi)各傳感器節(jié)點建立路由時，根據(jù)網(wǎng)絡的拓撲結構來自適應的在表驅(qū)動路由協(xié)議和按需驅(qū)動路由協(xié)議間切換。在各節(jié)點中使用StaCount這一變量表征網(wǎng)絡拓撲結構的穩(wěn)定程度，默認使用按需驅(qū)動路由協(xié)議，當StaCount達到設定的stable_threshold值時，通過全網(wǎng)廣播命令幀，進入表驅(qū)動路由狀態(tài)。表驅(qū)動路由會以周期T來更新，一旦更新過程中UnStaCount達到設定的unstable_threshold，則全網(wǎng)廣播控制字，進入按需驅(qū)動路由狀態(tài)。采用本方法，可以增強網(wǎng)絡的健壯性，適應性，并且易于實現(xiàn)。文檔編號H04W40/24GK102547899SQ201110428258公開日2012年7月4日申請日期2011年12月19日優(yōu)先權日2011年12月19日發(fā)明者于峰,張星,羅炬鋒申請人:中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所