[发明专利]无线自组织与传感器网络基于目的节点驱动的组播方法

说明书

技术领域

本发明属于无线自组织和无线传感器网络组播路由领域。具体涉及一种在无线自组织和无线传感器网络中利用目的节点选取路径的方法，该方法使形成的组播路径尽可能重叠，即：使从源节点到目的节点的路径长度之和减少，以减少数据转发的次数。

背景技术

无线传感器网络由传感器节点和信息采集(sink)节点组成，传感器节点负责数据的采集和传输，sink节点负责汇总网络中传感器节点发来的数据，同时也是整个网络的控制节点，对网络中其它传感器节点进行管理。

由于无线传感器网络中节点在部署后，很难进行回收。因此，在部署后很难为节点更换电池或对其再次充电。因此，节点电源耗尽，就意味着节点死亡，无法再投入使用。当一个网络中死亡节点达到一定比率时，网络可能会被分割成不连通的区域。如果区域内没有sink节点。那么该区域网络所采集的数据就无法传送出去，等同于此区域所有节点死亡。因此，需要研究一种能量均衡消耗的路由协议，避免频繁使用某些节点而导致其快速死亡。

组播传输是在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接。如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，也只需复制一份的相同数据包。它提高了数据传送效率。减少了骨干网络出现拥塞的可能性。组播在无线传感器网络“一对多”场景中的应用可以大幅减少传感器节点的能量消耗，从而延长传感器节点的生命时间。

发明内容

本发明的目的是设计一种面向无线自组织与传感器网络基于目的节点驱动的组播方法。它运行于网络层，完成高效的组播路径发现和路径选择功能。

本发明的技术方案是：在无线自组织和无线传感器网络中，选取从源节点到各个组播目的节点总路径最短的路径。

本发明的方法简单且易于实现。

附图说明

图1为本发明广播路由请求分组过程示意。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明作进一步的说明。

协议分成三个阶段，第一阶段源节点广播路由请求，第二阶段目的节点选路并向源发送路径确认信息，第三个阶段完成数据从源到目的节点的传送。

第一阶段，源节点广播路由请求分组。每个节点应保存一个序列号seq。每个广播路由请求分组应携带下述信息：源节点id值、seq值、ghp。seq初值为0，每扩散一次该类分组，seq值加1，因此协议使用源节点地址和广播序列号seq来唯一标识路由请求分组，避免中间节点的重复转发。ghp字段，表示到上一个组播节点的距离(跳数)。源节点发送的广播路由请求分组中，ghp值是0。当网络中的节点收到路由请求分组时，首先检查这个节点是否收到过这个分组：如果以前已经收到过这个路由请求分组，那么就直接将其丢弃；如果节点是第一次收到这个分组，那么先在路由表中加入一条通过转发这个分组的节点到源节点的路径，然后检查这个节点是不是组播的目的节点之一，如果是，就将ghp值置0，然后广播这个分组；如果不是就将ghp值加1，再广播这个分组，如图1所示。

第二阶段，目的节点选路。目的节点收到第一条路由请求分组后，先将这个分组缓存下来，然后等待一段时间T，在这段时间内，所有接收到的路由请求分组都将被缓存。超时后，节点从缓存的路由请求分组中选择ghp值最小的一个，建立通过它的上一跳节点到源节点的反向路径，然后发送路由确认分组。每一个收到路由确认分组的节点，将自己标为组播的路径节点，然后继续向上一跳转发确认分组。当路由确认分组到达源节点时，一条路径就建立好了。

T根据网络的具体应用场景取值，范围应大于0，小于一次寻径的最长时间。

第三阶段，传送数据。源节收到所有的目的节点发来的路由确认分组之后，开始传送数据。方法时，源广播数据分组。每一个收到数据分组的节点，检查自己是否是路径节点。如果是，就广播数据分组，如果不是就直接丢弃该分组。