[发明专利]无线体域网的网络生存期优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种网络技术领域的方法，具体涉及一种无线体域网的网络生存期优化方法。

背景技术

无线体域网(WBAN)是一种新型无线传感器网络，主要是指将各种传感器置于身体各部位的用于监测人体身体状况的网络。目前，WBAN在我们的日常生活、医疗、娱乐、军事、航空等领域已有很多重要的应用。WBAN节点能量由电池供电，能量受到限制，因此如何延长WBAN网络生存期成为研究重点。

无线传感器网络由于节点能量受到限制，如何延长网络生存期一直是研究的重点。网络生存期是指网络内第一个节点死亡的时间。传感器网络生存期研究可以分为两个层次：1、单个节点的生存时间；2、网络节点间能量消耗的平衡。单个节点的能量消耗可以分为两个部分：有效消耗(如发送或接收数据，处理查询请求和转发数据等)和无效消耗(如不断的监听周围环境，重传丢失的数据等)。网络节点间能量消耗的平衡主要是指：对于某个网络来说，网络内第一个节点的死亡时间决定了网络生存期，网络节点间的能量消耗的平衡性决定了网络生存期的长短。

因此，设计高效节能的通信协议使传感器节点尽可能长时间地工作和设计合理可靠的网络路由协议使网络节点间的数据通信量均衡，是无线传感器网络设计中延长网络生存期的主要方法。

经过对现有技术的检索发现，美国专利申请号US2007058664，记载了一种采用分布式路由技术来减小无线传感网络能量消耗的方法；中国专利申请号200710052464，记载了一种采用一种基于D-S算法的延长传感器网络生命周期的方法；美国专利申请号US7277414，记载了一种采用数据融合技术、路由技术、传感器节点的能量管理技术以延长网络生存期；美国专利申请号US7447526，记载了一种采用两种能量消耗模式(能量节省模式、数据发送/接受模式)转变来节省网络能量消耗；但是已有的理论和技术未能考虑无线传感器网络应用于人体所出现的新的情况。具体情况如下：在WBAN应用于人体医疗监护检测方面，对于某具体的WBAN，医学上有时需要利用临时节点加入网络突发性地检测某项人体生理数据；临时节点在规定的时间内加入网络执行某项检测任务；任务完成后，临时节点脱离网络，此时可能还有相对丰富的能量尚未用完。已有技术未能考虑到以上所述新的情况，即未能从充分利用临时节点的富余能量方面出发延长网络生存期。

经过检索，未发现利用临时节点平衡网络节点间能量消耗情况的无线体域网延长网络生存期方法相关的技术文献的报道。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种无线体域网的网络生存期优化方法，从利用临时节点富余能量角度出发，通过充分利用临时节点富余能量，平衡网络节点间能量消耗，延长网络生存期。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

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。

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。

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。

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。

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。

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。

所述的初始化包括以下步骤：

1)启动临时节点并使之处于空闲状态，并将其位置和第一步所述的工作时间传送给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。

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。

第三步、分别计算与临时节点可以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。

所述的子节点是指：可以向临时节点发送数据的节点；

所述的父节点是指：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}；