[发明专利]无线体域网的网络生存期优化方法

权利要求书

1.一种无线体域网的网络生存期优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、设定临时节点类型、采集数据类型、采集数据速率、临时节点位置以及在网络内持续工作的时间；

第二步、将临时节点安置于确定好的位置，启动该临时节点，进行初始化，即：

1)启动临时节点并使之处于空闲状态，并将其位置和工作时间传送给sin k节点；

2)sin k节点根据临时节点位置分配给临时节点一个MAC地址；

第三步、分别计算与临时节点具有链路的子节点和父节点，并将父节点和子节点以及临时节点的地址信息写入各自的路由表；

第四步、计算网络各节点之间的优化数据流量值，并用计算出来的各节点之间的数据流量值更新到各节点的路由表；

第五步、各节点按照更新的路由表将采集的数据通过多跳的方式传送给sin k节点，sin k节点将接收到的数据采用融合与分类处理，获得最终所需数据，并将该最终所需数据存储于sin k节点存储器中，当sin k节点存储器存储满后，sin k节点通过无线网关与互联网连接，将存储器中的最终所需数据传送至信息中心；

第六步、当临时节点的工作时间达到步骤一所述的工作时间时，sin k节点发出控制信息给临时节点，使之处于关闭状态并停止工作，网络的路由表和节点间的数据流量值恢复优化计算前的状态，网络按照恢复的路由表和数据流量值继续工作；

所述的sin k节点是指无线传感器网络内的用来接收其他节点采集的数据的中心节点；

所述的节点，子节点是指：向临时节点发送数据的节点；父节点是指：可以接收临时节点发送的数据的节点；

所述的计算与临时节点具有链路的子节点方法如下：

根据子节点量化公式A_i＝{k|d_k，sin k≥d_{i，sin k，k}∈N_i}；

其中：N_i＝{j|d_i，j≤R}，A_i为临时节点的子节点，N_i为临时节点的邻居节点，d_i，j为节点i与节点j之间的距离，R为临时节点的通信半径，d_k，sin k为节点k与sin k节点之间的距离，d_i，sin k为节点i与sin k节点之间的距离；

所述的计算与临时节点具有链路的父节点方式如下：

根据父节点量化公式S_i＝{k|d_k，sin k≤d_i，sin k，k∈N_i}；

其中：N_i＝{j|d_i，j≤R}，S_i为临时节点的父节点，A_i为临时节点的子节点，N_i为临时节点的邻居节点，d_i，j为节点i与节点j之间的距离，R为临时节点的通信半径，d_k，sin k为节点k与sin k节点之间的距离，d_i，sin k为节点i与sin k节点之间的距离。

2.根据权利要求1所述的无线体域网的网络生存期优化方法，其特征是，第一步中所述的临时节点类型是指安装于人体体表或体内以采集生理数据的传感器类型。

3.根据权利要求1所述的无线体域网的网络生存期优化方法，其特征是，第一步中所述的采集数据类型是指医疗或其他方面应用时所需临时节点采集的人体生理数据类型。

4.根据权利要求1所述的无线体域网的网络生存期优化方法，其特征是，第一步中所述的采集数据速率是指临时节点采集所需生理数据的速率；所述的临时节点位置是指临时节点位于人体表面的坐标。

5.根据权利要求1所述的无线体域网的网络生存期优化方法，其特征是，第一步中所述的临时节点在网络内持续工作时间是指临时节点需在网络内持续采集所需生理数据所需的时间。

6.根据权利要求1所述的无线体域网的网络生存期优化方法，其特征是，第四步中所述的优化数据流量值是指：在保证临时节点持续工作的时间能够达到步骤一所述的持续工作时间的情况下，能够最大程度地延长网络生存期的各节点之间的最优数据流量值；

所述的网络生存期是指网络从启动工作至第一个非临时节点的网络节点死亡的时间，根据充分利用临时节点的富余能量的思想，在保证临时节点工作时间能够达到步骤一所述的持续工作时间，最大程度平衡节点间的通信数据流量，进而平衡节点间能量消耗，从而最大程度地延长网络生存期的节点间通信的优化数据流量值；

所述的优化数据流量值通过以下模型采用分布式算法求出：

max imize

subject to

Σj∈Ni(ri,j-rj,i)=gi,i∈U∪m]]>

(Σj∈Niri,jui,j+Σj∈Nirj,ivj,i)T0+(TNet-T0)ωi≤Bi,i∈U∪m;]]>

其中：T_Net(r)为在网络流量r下的网络生存期，r为网络流量且r是所有节点间流量r_i，j的集合，T₀为临时节点需要在网络中持续工作时间，r_i，j是节点i发送给节点j的单位时间内的流量，g_i是节点i单位时间内采集数据量，U为整个网络节点集合，m为临时节点，ω_i为节点i在临时节点加入前和离开后的单位功耗，η_i为节点i在临时节点期间的单位功耗，B_i为节点i初始能量，T_i(r)为节点i存活时间，u_i，j是节点i发送给节点j单位数据能量消耗，v_j，i是节点j接收节点i单位数据能量消耗。