[发明专利]一种移动终端辅助的无线传感器网络信息获取方法

权利要求书

1、一种移动终端辅助的无线传感器网络信息获取方法，其特征在于它包括如下3个步骤：

步骤1)网络中所有节点上电，并完成自身初始化工作。固定汇聚节点(SS)广播自声明消息(StaticSink Announcement，SS_ANNONCE)。

步骤2)传感器节点(SN)进入正常工作状态，按照预先设定的工作模式进行工作：当工作在定时上报模式时，传感器节点定时读取传感器数据，并将数据上传；当工作在查询模式时，固定汇聚节点扩散查询命令，收到查询命令的传感器节点进行命令指定的传感器数据采集工作，并将采集到的数据上传。

步骤3)移动终端(MT)广播其存在信息，周围小范围内的传感器节点通过交互移动终端相关信息来动态维护自己的上行数据路由。

2、根据权利要求1所述的一种移动终端辅助的无线传感器网络信息获取方法，其特征在于步骤1)的广播自声明消息中包括的信息有：固定汇聚节点的标识符、上一跳节点标识符、上一跳节点距离汇聚节点的跳数；网络中全部传感器节点通过扩散SS_ANNOUNCE消息来建立到固定汇聚节点的距离梯度，这个过程可以细分为以下两个部分：

a.固定汇聚节点广播SS_ANNOUNCE消息，消息的上一跳标识符设定为自己的ID，距离汇聚节点的跳数设为0；

b.传感器节点接收到SS_ANNOUNCE消息，查找自己的Sink Table，如果没有找到消息中汇聚节点标识符对应的条目就将该SS_ANNOUNCE消息标识的固定汇聚节点信息加入Sink Table，同时广播转发此SS_ANNOUNCE消息；如果找到对应条目就比较Sink Table条目中记录的到汇聚节点跳数与通过SS_ANNOUNCE消息中信息计算得到的跳数，如果前者较大就将其用后者计算得到的跳数信息进行更新，并广播转发此SS_ANNOUNCE消息；

在以上整个过程中，传感器节点都不响应移动终端的消息，通过上述过程，网络中所有传感器节点至少能获得到一个固定汇聚节点的距离梯度信息；

3、根据权利要求1所述的一种移动终端辅助的无线传感器网络信息获取方法，其特征在于步骤2)中传感器节点到固定汇聚节点的路由协议可以采用现有的任何传感器网络相关路由协议，例如AODV、DSR或者地理位置路由。

4、根据权利要求1所述的一种移动终端辅助的无线传感器网络信息获取方法，其特征在于步骤3)包括以下几个部分：

c.MT向邻近节点广播HELLO消息MT_HELLO。传感器节点接收到MT_HELLO消息后将该MT加入自己的Sink Table，如果自己不是MTA就向周围节点广播MTA声明消息MTA_ANNOUNCE；为了将MTA的影响范围控制在一个较小的区域内，必须限制MTA_ANNOUNCE消息的传播跳数，这可以通过在消息中加入一个TTL域来实现。MTA为TTL域赋予一个较小的初始值；最后，节点启动MT检测定时器；如果定时器超时，说明MT已经移动到自己的通信范围之外，应该从Sink Table中删除该MT并检查SinkTable是否为空，如果为空，就向周围节点广播MTA删除消息MTA_DELETE。如果节点在定时器超时前再次收到同一MT的MT_HELLO就取消旧的定时器并重新启动一个新定时器；

d.接收到MTA_DELETE消息的传感器节点在自己的MTA Table中查找此MTA：如果找到，就删除该MTA并广播转发MTA_DELETE消息；如果MTA Table中无此MTA就直接丢弃该消息；

e.传感器节点接收到MTA_ANNOUNCE消息，查询自己的MTA Table：如果该MTA已经在MTA Table中，则直接丢弃该消息；如果列表中不存在此MTA就将其加入，并将列表项的LastHop及HopCount域设置为消息中的LastHop及HopCount+1；列表项新建完毕后节点将原消息的TTL值减1，LastHop域更新为自己的ID，HopCount域更新为原HopCount+1。然后向周围节点广播转发更新后的MTA_ANNOUNCE；

f.传感器节点产生传感数据包后，查找自己MTA列表中HopCount最小的一个MTA：如果没有找到，就给数据包设置Packet to SS(PTSS)标记并交由到SS的默认路由协议处理；如果找到且其HopCount小于等于Sink Table中所有SS的HopCount，就给数据包设置Packet to MT标记(PTMT)并转发到该MTA表项LastHop域指向的节点；

g.传感器节点接收到上行数据包，查找自己MTA列表中HopCount最小的一个MTA，如果找到且其HopCount小于等于Sink Table中所有SS的HopCount，就为数据包设置PTMT标记并转发到该MTA表项的LastHop域指向的节点；这样，通过多跳转发，数据包能够到达MTA，并由MTA发送到MT；如果节点收到上行数据包时发现自己的MTA列表为空且数据包中PTMT标记被设置，则向数据包的上一跳节点发送MTA_INVALID消息，声明自己已经不能和任何MTA建立联系，然后给数据包设置Packet to SS(PTSS)标记并交由到SS的默认路由协议处理；

h.接收到MTA_INVALID消息的节点查找自己的MTA列表，删除所有LastHop域为此消息发送者ID的表项；

i.MTA收到上行数据包，启动一个寻路过程：如果附近有MT就缓存数据包并将其发送到该MT，同时启动ACK接收定时器；如果附近没有MT将数据包路由到最近的SS；MT收到数据后应该在MTA的ACK接收定时器设定的超时时间内发送一个应答MT_DATA_ACK，MTA收到MT_DATA_ACK后将缓存中的数据包删除；如果MTA在定时器超时时还没有收到应答，就认为该数据已经丢失，重新启动寻路过程。