一種井下無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)按需路由算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的按需路由算法，涉及無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明是給出了轉(zhuǎn)發(fā)域的確定方法：1）確定轉(zhuǎn)發(fā)域角度；設(shè)將RREQ分組轉(zhuǎn)發(fā)給本節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)的集合為，中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)大于等于1；當(dāng)集合中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)域的角度為360o，但臨界邊不包含本節(jié)點(diǎn)與此節(jié)點(diǎn)的連線，也即是本節(jié)點(diǎn)只能向集合中節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)集合中的節(jié)點(diǎn)不止一個(gè)時(shí)，設(shè)任兩節(jié)點(diǎn)與本節(jié)點(diǎn)所確定的夾角為，比較夾角的大小，轉(zhuǎn)發(fā)域的角度即為，2）確定轉(zhuǎn)發(fā)域臨界邊；臨界邊即為確定角的兩節(jié)點(diǎn)各自與本節(jié)點(diǎn)的連線；通過(guò)確定轉(zhuǎn)發(fā)的角度及臨界邊來(lái)確定了轉(zhuǎn)發(fā)域，控制RREQ分組的轉(zhuǎn)發(fā)范圍，使其只發(fā)送給未向本節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)此分組的節(jié)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種井下無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)按需路由算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種井下無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)按
需路由算法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)日趨走向成熟，在諸多領(lǐng)域發(fā)揮了很大的作用。其中，礦井中使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)瓦斯等有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。礦井下面多是狹長(zhǎng)的巷道，環(huán)境相對(duì)危險(xiǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)不易經(jīng)常更換。所以選擇一套適用的算法成為了很核心的問(wèn)題?，F(xiàn)有的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的路由算法有很多種，各具特點(diǎn)，但是，能夠完全結(jié)合煤礦井下的客觀情況，適合井下的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的算法卻沒有。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種井下無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)按需路由算法，簡(jiǎn)稱為SEADR(simpleand energy-aware on demand routing),此協(xié)議支持 ZigBee 的 FFD 和 RFD 兩種節(jié)點(diǎn)，在路由發(fā)現(xiàn)方式中提出轉(zhuǎn)發(fā)域的概念，減少控制分組的數(shù)量。
[0004]本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種井下無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)按需路由算法，煤礦巷道中路由節(jié)點(diǎn)位置固定，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以獲得自己當(dāng)前的位置信息，以坐標(biāo)表示；在RREQ分組中增加一個(gè)字段，用來(lái)存儲(chǔ)將RREQ發(fā)送到本節(jié)點(diǎn)的前一跳節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；RREQ分組無(wú)需添加位置更新分組；在傳統(tǒng)的泛洪算法基礎(chǔ)上，提出轉(zhuǎn)發(fā)域的概念，并給出了轉(zhuǎn)發(fā)域的確定方法:具體步驟如下:
1)確定轉(zhuǎn)發(fā)域角度；設(shè)將RREQ分組轉(zhuǎn)發(fā)給本節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)的集合為 中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)大于等于1當(dāng)集合中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)域的角度為360。，但臨
界邊不包含本節(jié)點(diǎn)與此節(jié)點(diǎn)的連線，也即是本節(jié)點(diǎn)只能向集合中節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)集合中的節(jié)點(diǎn)不止一個(gè)時(shí)，設(shè)任兩節(jié)點(diǎn)與本節(jié)點(diǎn)所確定的夾角為(Of,比較夾角的大小，轉(zhuǎn)發(fā)域的角度即為聲=2ιτ-ιωχβ,
2)確定轉(zhuǎn)發(fā)域臨界邊；臨界邊即為確定Of角的兩節(jié)點(diǎn)各自與本節(jié)點(diǎn)的連線；
通過(guò)確定轉(zhuǎn)發(fā)的角度及臨界邊來(lái)確定了轉(zhuǎn)發(fā)域，控制RREQ分組的轉(zhuǎn)發(fā)范圍，使其只發(fā)送給未向本節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)此分組的節(jié)點(diǎn)。
[0005]為了延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命，有效地節(jié)省了能耗，在轉(zhuǎn)發(fā)域中進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)的同時(shí)，提出能量門限值的概念，同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量和所選路由路徑消耗的總能量，具體如下:
定義一個(gè)關(guān)于跳數(shù)和節(jié)點(diǎn)一跳消耗的能量的路由代價(jià)函數(shù)，其構(gòu)造過(guò)程如下:以顧為
源
節(jié)點(diǎn)，以W為目的節(jié)點(diǎn)的路徑J =設(shè)其跳數(shù)為場(chǎng)，由于節(jié)點(diǎn)每一跳所消耗的
能量不一定相同，因此，設(shè)節(jié)點(diǎn)一跳所消耗的能量為& ；
【權(quán)利要求】
1.一種井下無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)按需路由算法，其特征在于:煤礦巷道中路由節(jié)點(diǎn)位置固定，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以獲得自己當(dāng)前的位置信息，以坐標(biāo)表示；在RREQ分組中增加一個(gè)字段，用來(lái)存儲(chǔ)將RREQ發(fā)送到本節(jié)點(diǎn)的前一跳節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；RREQ分組無(wú)需添加位置更新分組；在傳統(tǒng)的泛洪算法基礎(chǔ)上，提出轉(zhuǎn)發(fā)域的概念，并給出了轉(zhuǎn)發(fā)域的確定方法:具體步驟如下: 1)確定轉(zhuǎn)發(fā)域角度；設(shè)將RREQ分組轉(zhuǎn)發(fā)給本節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)的集合為 S[n],S[n]中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)大于等于1 ;當(dāng)集合中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)域的角度為360。，但臨界邊不包含本節(jié)點(diǎn)與此節(jié)點(diǎn)的連線，也即是本節(jié)點(diǎn)只能向集合中節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)集合中的節(jié)點(diǎn)不止一個(gè)時(shí)，設(shè)任兩節(jié)點(diǎn)與本節(jié)點(diǎn)所確定的夾角為α,比較夾角的大小，轉(zhuǎn)發(fā)域的角度即為
2.根據(jù)權(quán)利I要求所述的一種井下無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)按需路由算法，其特征在于:在轉(zhuǎn)發(fā)域中進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)的同時(shí)，提出能量門限值的概念，同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量和所選路由路徑消耗的總能量，具體如下: 定義一個(gè)關(guān)于跳數(shù)和節(jié)點(diǎn)一跳消耗的能量的路由代價(jià)函數(shù)，其構(gòu)造過(guò)程如下:以n1為源 節(jié)點(diǎn)，以nd為目的節(jié)點(diǎn)的路徑
【文檔編號(hào)】H04W28/02GK103874162SQ201410109457
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】高媛, 朱濤, 凌啟東 申請(qǐng)人:徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院