一種物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開了一種物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?，建立物?lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于上述物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并對物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，本發(fā)明在簇頭選舉過程中，利用定位節(jié)點(diǎn)逐層選出簇頭節(jié)點(diǎn)，選出的簇頭分布更加均勻、合理；匯聚節(jié)點(diǎn)無需知道網(wǎng)絡(luò)的全局信息，只需進(jìn)行小范圍廣播，節(jié)點(diǎn)數(shù)目增加時(shí)對方法的影響較小，在數(shù)據(jù)傳輸階段數(shù)據(jù)通過中繼節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)共同轉(zhuǎn)發(fā)，且轉(zhuǎn)發(fā)的最優(yōu)路徑在簇頭節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的選舉過程已確定，無需尋找最優(yōu)路徑，節(jié)約了簇頭節(jié)點(diǎn)的能量消耗。
【專利說明】一種物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒ā?br>
【背景技術(shù)】
[0002] 物聯(lián)網(wǎng)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)，通過將現(xiàn)存的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)的結(jié)合起 來，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)感知層最主要的感知技術(shù)之一。無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)與以往有線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浯嬖谥艽蟮牟煌?，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源極其有限， 往往部署在惡劣環(huán)境中。但是，在大規(guī)模由無線傳感器設(shè)備構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)中，由于受傳感器 自身設(shè)備的硬件缺陷、多類型環(huán)境因素等諸多實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)因素的影響，傳感器節(jié)點(diǎn)所獲知 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞刃畔⒊?dòng)態(tài)多變，也容易和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)狀況存在較大的差異，而帶來較多的拓 撲認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤，影響其它應(yīng)用。同時(shí)由于傳感器硬件設(shè)備的局限性和動(dòng)態(tài)性，以及組成的網(wǎng)絡(luò) 通信帶寬有限等，在網(wǎng)絡(luò)中準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒆兊梅浅＠щy。因此物聯(lián)網(wǎng)環(huán) 境下對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜吐酚山Y(jié)構(gòu)有著更高的魯棒性需求，為了在有限的節(jié)點(diǎn)資 源下，節(jié)省能耗，提高無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容錯(cuò)性，均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，就必須設(shè)計(jì)具有良好性能 的拓?fù)淇刂品桨竵硌娱L網(wǎng)絡(luò)的生命周期，從而滿足物聯(lián)網(wǎng)的性能需求。
[0003] 目前，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的研究較多，其拓?fù)淇刂品椒梢苑譃閮?個(gè)方面：層次型拓?fù)淇刂坪凸β士刂?。層次型拓?fù)淇刂撇捎梅执貦C(jī)制，選擇部分網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)作 為簇頭節(jié)點(diǎn)，由簇頭節(jié)點(diǎn)形成數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸體系。功率控制機(jī)制通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中 節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，在保證網(wǎng)絡(luò)連通性的前提下，均衡節(jié)點(diǎn)路由鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)的能量 消耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?，有效地解決了物聯(lián)網(wǎng)感知 層分簇拓?fù)淇刂浦写仡^節(jié)點(diǎn)分布不合理，能量消耗不均衡，最優(yōu)路由發(fā)現(xiàn)困難問題。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒ǎ唧w按照以下步 驟實(shí)施：
[0006] 步驟1、建立物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0007] 步驟2、基于步驟1得到的物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0008] 步驟3、對步驟1得到的物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)。
[0009] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0010] 建立物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具體按照以下步驟實(shí)施：
[0011] 步驟1. 1、以匯聚節(jié)點(diǎn)為中心，確定第一層定位節(jié)點(diǎn)al、a2、…、an ;
[0012] 步驟1. 2、以第一層定位節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第一層簇頭節(jié)點(diǎn)A1、A2、…、An ;
[0013] 步驟1.3、以第一層簇頭節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第二層定位節(jié)點(diǎn)1311，1312沁21沁22，···， b (n-1) 1, b (n-1) 2, bnl, bn2 ；
[0014] 步驟1. 4、以第二層定位節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第二層簇頭節(jié)點(diǎn)Bl-B2n ;
[0015] 以此類推，選出物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)所有的簇頭節(jié)點(diǎn)；簇頭節(jié)點(diǎn)確定后，每個(gè)簇頭對各 自的上層一跳鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，在簇頭選舉過程中，接收到兩個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送 的廣播消息的終端節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記為中繼節(jié)點(diǎn)，廣播消息中包含簇頭節(jié)點(diǎn)的層數(shù)信息，且 中繼節(jié)點(diǎn)選擇加入層數(shù)較小的簇頭節(jié)點(diǎn)；第一層簇頭節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)確定的中繼節(jié) 點(diǎn)用集合

【權(quán)利要求】
1. 一種物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒ǎ涮卣髟谟?，具體按照以下步驟實(shí)施： 步驟1、建立物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 步驟2、基于步驟1得到的物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 步驟3、對步驟1得到的物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?，其特征在于，所述建立物?lián)網(wǎng) 感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具體按照以下步驟實(shí)施： 步驟1. 1、以匯聚節(jié)點(diǎn)為中心，確定第一層定位節(jié)點(diǎn)al、a2、…、an ; 步驟1. 2、以第一層定位節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第一層簇頭節(jié)點(diǎn)A1、A2、一an ; 步驟1.3、以第一層簇頭節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第二層定位節(jié)點(diǎn)bll，bl2, b21，b22，…， b (n-1) 1, b (n-1) 2, bnl, bn2 ； 步驟1. 4、以第二層定位節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第二層簇頭節(jié)點(diǎn)Bl-B2n ; 以此類推，選出物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)所有的簇頭節(jié)點(diǎn)；簇頭節(jié)點(diǎn)確定后，每個(gè)簇頭對各自的 上層一跳鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，在簇頭選舉過程中，接收到兩個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送的廣 播消息的終端節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記為中繼節(jié)點(diǎn)，廣播消息中包含簇頭節(jié)點(diǎn)的層數(shù)信息，且中繼 節(jié)點(diǎn)選擇加入層數(shù)較小的簇頭節(jié)點(diǎn)；第一層簇頭節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)確定的中繼節(jié)點(diǎn)用 集介(2 ......}表示；第一層和第二層簇頭節(jié)點(diǎn)確定的中繼節(jié)點(diǎn)用集 合……}表示；第二層和第三層簇頭節(jié)點(diǎn)確定的中繼節(jié)點(diǎn)用集合 = F/2……}表示；簇頭節(jié)點(diǎn)被確定后，簇頭節(jié)點(diǎn)被確定后，以功率P向外發(fā)送 廣播信息，廣播信息中包含簇頭節(jié)點(diǎn)的層數(shù)信息，接收到某一簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送的廣播信息的 終端節(jié)點(diǎn)，加入到該簇頭節(jié)點(diǎn)形成的簇，終端節(jié)點(diǎn)將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到該簇頭節(jié)點(diǎn)；同時(shí) 接收到兩個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送的廣播信息的終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的信息加入到層數(shù)較小的簇 頭節(jié)點(diǎn)形成的簇，將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到該具有較小層數(shù)的簇頭節(jié)點(diǎn)；依此類推，得到物聯(lián) 網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?，其特征在于，所述以匯聚節(jié)點(diǎn) 為中心，確定第一層定位節(jié)點(diǎn)al、a2、…、an具體按照以下步驟實(shí)施： 匯聚節(jié)點(diǎn)以一固定的功率P向外廣播，發(fā)送詢問消息，接收到詢問消息的節(jié)點(diǎn)回復(fù)應(yīng) 答消息，匯聚節(jié)點(diǎn)接收到應(yīng)答信息后，在接收到信號(hào)強(qiáng)度RSSI最小的節(jié)點(diǎn)集合中任意選出 一個(gè)作為一個(gè)定位節(jié)點(diǎn)，標(biāo)識(shí)為al，定位節(jié)點(diǎn)al以功率P向外廣播，在定位節(jié)點(diǎn)al與匯聚 節(jié)點(diǎn)廣播集合的交集中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將接收到定位節(jié)點(diǎn)al的信號(hào)強(qiáng)度與接收到匯聚節(jié)點(diǎn)的 信號(hào)強(qiáng)度相比較，接收到信號(hào)強(qiáng)度相同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)集合，構(gòu)成一個(gè)集合，從這個(gè)集合中 選取一個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，分別標(biāo)識(shí)為a2與an ;定位節(jié)點(diǎn)a2以功率p向外廣 播，接收到定位節(jié)點(diǎn)a2發(fā)送信息的信號(hào)強(qiáng)度和接收到匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的信號(hào)強(qiáng)度相同 的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)集合，從這個(gè)集合中選取兩個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn) 已被選出，為定位節(jié)點(diǎn)al，另一個(gè)定位節(jié)點(diǎn)a3不屬于al廣播集合，標(biāo)識(shí)為定位節(jié)點(diǎn)a3,已 選出的定位節(jié)點(diǎn)會(huì)逐個(gè)進(jìn)行標(biāo)記，被標(biāo)記后不再當(dāng)選，同理依次選出定位節(jié)點(diǎn)a4, an-1。
4. 根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求2所述的物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒ǎ涮卣髟谟?，所述以第?層定位節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第一層簇頭節(jié)點(diǎn)A1、A2、…、八!!具體按照以下步驟實(shí)施： 第一層定位節(jié)點(diǎn)al-an以功率p向外廣播時(shí)，在定位節(jié)點(diǎn)al與定位節(jié)點(diǎn)a2的廣播集 合交集中，接收到定位節(jié)點(diǎn)al與定位節(jié)點(diǎn)a2信號(hào)強(qiáng)度相同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)集合，從這個(gè)集 合中選取一個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)不屬于匯聚節(jié)點(diǎn)廣播集合的節(jié)點(diǎn)作為第一 層簇頭節(jié)點(diǎn)A1 ;接收到定位節(jié)點(diǎn)a2,定位節(jié)點(diǎn)a3節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的信號(hào)強(qiáng)度相同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成 一個(gè)集合，從這個(gè)集合中選取一個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)不屬于匯聚節(jié)點(diǎn)廣播 集合的節(jié)點(diǎn)，標(biāo)識(shí)為簇頭節(jié)點(diǎn)A2,接收到定位節(jié)點(diǎn)a3,定位節(jié)點(diǎn)a4節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的信號(hào)強(qiáng) 度相同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)集合，從這個(gè)集合中選取一個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)不 屬于匯聚節(jié)點(diǎn)廣播集合的節(jié)點(diǎn)，標(biāo)識(shí)為簇頭節(jié)點(diǎn)A3,同理依次選出簇頭節(jié)點(diǎn)A4-An。
5. 根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求2所述的物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒ǎ涮卣髟谟?，所述以第?層簇頭節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第二層定位節(jié)點(diǎn)bll，bl2, b21，b22，…，b(n-l)l，b(n-l)2, bnl， bn2,具體確定步驟如下： 簇頭節(jié)點(diǎn)Al和簇頭節(jié)點(diǎn)A2分別以功率P進(jìn)行廣播，覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)將接收到簇頭 節(jié)點(diǎn)A1的信號(hào)強(qiáng)度和簇頭節(jié)點(diǎn)A2的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，信號(hào)強(qiáng)度相同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)集 合，從這個(gè)集合中選取一個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，標(biāo)識(shí)為定位節(jié)點(diǎn)bl，定位節(jié)點(diǎn)bl 以功率P進(jìn)行廣播，簇頭節(jié)點(diǎn)Al廣播與定位節(jié)點(diǎn)bl廣播集合交集覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，將接 收到簇頭節(jié)點(diǎn)A1的信號(hào)強(qiáng)度和定位節(jié)點(diǎn)bl的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，信號(hào)強(qiáng)度相同構(gòu)成一個(gè) 集合，從這個(gè)集合中選取一個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)不屬于定位節(jié)點(diǎn)a2廣播集 合的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)為定位節(jié)點(diǎn)bll，簇頭節(jié)點(diǎn)A2廣播與定位節(jié)點(diǎn)bl廣播集合交集覆蓋范圍內(nèi) 的節(jié)點(diǎn)，將接收到簇頭節(jié)點(diǎn)A2的信號(hào)強(qiáng)度和定位節(jié)點(diǎn)bl的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，信號(hào)強(qiáng)度相 同構(gòu)成一個(gè)集合，從這個(gè)集合中選取一個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)不屬于定位節(jié) 點(diǎn)a2廣播集合的節(jié)點(diǎn)定義為定位節(jié)點(diǎn)bl2,同理，可依次確定出定為節(jié)點(diǎn)b2，b3,…，bn-1， bn ;再根據(jù)已確定的定位節(jié)點(diǎn)b2，b3, 按照上述方法依次確定出定位節(jié)點(diǎn)b21， b22, b31，b32，…，b(n-l) 1，b(n-l)2, bnl，bn2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?，其特征在于，所述以第二層?位節(jié)點(diǎn)為基點(diǎn)，確定第二層簇頭節(jié)點(diǎn)Bl-B2n，具體按照以下步驟實(shí)施： 第二層簇頭節(jié)點(diǎn)的選舉在第二層定位節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，定位節(jié)點(diǎn)bl和bl2以功率P 進(jìn)行廣播，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)廣播集合交集覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，將接收到定位節(jié)點(diǎn)bl的信號(hào)強(qiáng)度和 定位節(jié)點(diǎn)bl2的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，信號(hào)強(qiáng)度相同構(gòu)成一個(gè)集合，從這個(gè)集合中選取一個(gè) 接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)不屬于A2廣播集合的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭節(jié)點(diǎn)B1，定位節(jié)點(diǎn) b21繼續(xù)以功率P進(jìn)行廣播，b21廣播與bl2廣播集合交集覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，將接收到定 位節(jié)點(diǎn)bl2的信號(hào)強(qiáng)度和定位節(jié)點(diǎn)b21的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，信號(hào)強(qiáng)度相同構(gòu)成一個(gè)集合， 從這個(gè)集合中選取一個(gè)接收到信號(hào)強(qiáng)度最小的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)不屬于A2廣播集合的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選 為簇頭節(jié)點(diǎn)B2,同理，利用定位節(jié)點(diǎn)b2、b21選出簇頭節(jié)點(diǎn)B3,利用定位節(jié)點(diǎn)b22、b31選出 簇頭節(jié)點(diǎn)B4,依此類推，逐步選出簇頭節(jié)點(diǎn)B5-B2n。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒ǎ涮卣髟?于，所述功率P = r'其中，r為節(jié)點(diǎn)的發(fā)射半徑，且r<87.8m，α為路徑衰減因子，取值 為2-5之間；Ρ < ΡΜΧ，ΡΜΧ為節(jié)點(diǎn)能夠達(dá)到的最大發(fā)射功率； 所述詢問消息包括匯聚節(jié)點(diǎn)、第一層定位節(jié)點(diǎn)、第一層簇頭節(jié)點(diǎn)、第二層定位節(jié)點(diǎn)、第 二層簇頭節(jié)點(diǎn)…第η層定位節(jié)點(diǎn)和第η層簇頭節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率Ρ和匯聚節(jié)點(diǎn)身份標(biāo)識(shí)號(hào) 碼； 所述應(yīng)答消息包括接收到詢問消息的節(jié)點(diǎn)自身的身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼，接收到信號(hào)強(qiáng)度的大 小和節(jié)點(diǎn)自身的剩余能量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?，其特征在于，所述基于步驟1得 到的物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸具體按照以下步驟實(shí)施： 步驟2. 1、在簇內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具體按照以下步驟實(shí)施： 簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)分時(shí)向簇頭節(jié)點(diǎn)傳輸收集到的數(shù)據(jù)，簇內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸直接將感測到的數(shù)據(jù)傳輸 給匯聚節(jié)點(diǎn)； 步驟2. 2、在簇間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具體按照以下步驟實(shí)施： 各簇頭節(jié)點(diǎn)通過中繼節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，將收集到的數(shù)據(jù)傳輸至匯聚節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)在選擇 下一跳路由節(jié)點(diǎn)時(shí)，在相鄰的上層簇內(nèi)已標(biāo)記的中繼節(jié)點(diǎn)集合中進(jìn)行選擇，選擇集合內(nèi)節(jié) 點(diǎn)剩余能量最大的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，再通過已標(biāo)記的中繼節(jié)點(diǎn)所在的上一層簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行中繼路由，最終將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)； 進(jìn)行數(shù)據(jù)路由時(shí)，數(shù)據(jù)根據(jù)路由表中的信息逐跳進(jìn)行傳輸，具體過程如下：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)終端 節(jié)點(diǎn)將收集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)時(shí)，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)首先將收集到的數(shù)據(jù)和自身身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼 以及節(jié)點(diǎn)剩余能量信息傳輸?shù)礁鞔仡^節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)后，建立路由表，路由表中 包括自身ID號(hào)，所處的層數(shù)信息以及下一跳中繼節(jié)點(diǎn)ID號(hào)；簇頭節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由表中的信息 選擇下一跳路由節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)路由表在族頭節(jié)點(diǎn)路由表的基礎(chǔ)上增加了下一跳族頭節(jié)點(diǎn) 的身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼，剩余能量以及層數(shù)信息；在進(jìn)行每一跳路由時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)中只保存 它的上一跳和下一跳路由節(jié)點(diǎn)信息，直至到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中匯聚節(jié)點(diǎn)向終端節(jié)點(diǎn)發(fā) 布監(jiān)測任務(wù)時(shí)，根據(jù)已存在的路由信息進(jìn)行數(shù)據(jù)的原路徑返回，先將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鞔仡^節(jié) 點(diǎn)，再由簇頭節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送到各簇內(nèi)終端節(jié)點(diǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)感知層拓?fù)淇刂品椒?，其特征在于，所述對步驟1得到 的物聯(lián)網(wǎng)感知層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，具體按照以下步驟實(shí)施： 當(dāng)某個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的剩余能量值低于初始能量匕的1/3時(shí)，在本簇內(nèi)進(jìn)行最優(yōu)替代點(diǎn)的 選舉，當(dāng)在本簇內(nèi)找不到符合條件的替代節(jié)點(diǎn)時(shí)，在全網(wǎng)范圍內(nèi)重新進(jìn)行簇頭的選舉； 尋找當(dāng)前簇頭的最優(yōu)替代節(jié)點(diǎn)，即在本簇內(nèi)進(jìn)行新一輪的簇頭選舉，選舉時(shí)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn) 根據(jù)公式（1)計(jì)算各自權(quán)值^，權(quán)值最大的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為新一輪的簇頭節(jié)點(diǎn)，
(1); 其中，RSSI (i)為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)接收到簇頭節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度大小，EMsidual為節(jié)點(diǎn)剩余能量大 小，為初始能量的大小，λ ρ λ 2為比例系數(shù)，可根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)，相加和為1 ; 重新當(dāng)選的簇頭節(jié)點(diǎn)以相同的功率進(jìn)行廣播時(shí)，要求簇內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)都能接收到一定的 信號(hào)強(qiáng)度，否則重新選擇具有次優(yōu)解的節(jié)點(diǎn)作為簇頭；進(jìn)行局部更新時(shí)要求選出的簇頭節(jié) 點(diǎn)以和當(dāng)前簇頭相同的發(fā)射功率進(jìn)行廣播時(shí)，原來簇的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)都能接收到簇頭的廣播信 肩、。
【文檔編號(hào)】H04W24/04GK104053175SQ201410270977
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】曲立國, 黃友銳, 陳珍萍, 唐超禮, 劉佳 申請人:安徽理工大學(xué)