[发明专利]矿井用无线传感器网络的路由控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器网络领域，特别涉及一种矿井用无线传感器网络的控制方法。

背景技术

无线传感器网络是指有大量无线传感器节点籍由无线通信的方式组成的信息传播网络，在军事、工业、交通、安全、医疗、家庭和办公环境等众多场合有着非常广泛的应用，是当前国内外研究和应用的热点技术之一。

目前无线传感器网络也开始应用到矿井工作中，可实时性和有效性将矿井中环境信息和人员情况等信息传递给地面指挥中心，而地面指挥中心工作人员也可以根据情况这些信息来指导井下人员工作，以达到减少事故的作用。由于矿井其自身环境不同于常规环境，故矿井用无线传感器网络的设计也不同于常规的无线传感器网络。

我国实用新型专利CN200820040640.5提出了一种矿井下无线传感器网络节点设备，能够对井下人员进行达到对井下人员进行身份识别和定位，而我国发明专利CN200810249634.5中提出无线传感器网络矿井瓦斯监测系统，可以监控瓦斯含量、减少事故起作用。

而由于矿井用无线传感器网络具有环境监控、人员定位以及井下人员话音通信等用途，而针对不同的用途，矿井无线传感器网络所需要传输的数据类型也不相同。如环境监控应用中，节点需要向Sink节点汇报温湿度、瓦斯含量等参数的传感数据；而井下人员语音通信应用中，则需要在两个或多个节点之间传输数据量较大的语音数据，并对数据包的顺序和实时性有较高的要求。然而现有的矿井用无线传感器网络仍然是单一的路由方式，无法适应多用途下的环境，且数据传输的可靠性较差，通信能耗较高。

发明内容

本发明的目的在于：一种矿井无线传感器网络的路由控制方法，使矿井无线传感器网络满足多种应用的要求，提高无线传感器网络中不同类型数据多跳传输的可靠性，降低通信能耗。

为达成上述目的，本发明提供一种矿井用无线传感器网络的路由控制方法，其中矿井用无线传感器网络包括至少一网关节点、若干个普通节点、在上述节点之间建立的一双向通信链路、以及存储在上述节点中的路由表，其中对于节点之间单次数据量较小的数据传输，双向通信链路采用一次性路由，而对于节点之间数据量较大的或周期性的数据传输，双向通信链路采用永久路由。

为获得更佳效果，在上述方案的基础上，进一步包括其它附属技术方案：

所述一次性路由包括：发送节点在组织数据包时，将此数据包的路径信息加载在数据包包头之中，而沿途节点则根据数据包的路径信息转发此数据包。

所述永久路由包括：发送节点在组织数据包时，数据包不携带路径信息，而沿途节点则对于没有携带路径信息的数据包，根据自身保存的路由表来转发此数据包。

所述路由表的条目信息至少包括：上一跳的路径识别号、上一跳的节点地址、本跳的路径识别号、本跳目的节点地址。

所述数据包的格式至少包括数据包类型、数据包方向、路径识别号、数据包识别号、数据包长度、路径信息。

所述一次性路由进一步包括为：发送节点在发送数据包到目标节点之前，将广播路由搜索数据包，该路由搜索数据包中包含了发送节点的地址以及目标节点的地址。所有节点在接收到路由搜索数据包后，将判断自己是否为目标节点：如果不是，将自己的地址写入路由搜索数据包，并继续广播此路由搜索数据包；如果发现自己是目标节点，则回复一个路由确认数据包，由此目标节点根据收到的路由搜索数据包，得到所有沿途节点的地址，并将所有沿途节点的地址放入路由确认数据包包头的路径信息中，使用一次性路由发送给发送节点；而发送节点在收到路由确认数据包后，根据路由确认数据包包头中的所有沿途节点的地址，生成数据包包头中的路径信息，并为该路径生成一个唯一的路径识别号，设定数据包类型和数据包方向，写入数据包识别号，然后加载要发送的数据，并将数据长度写入包头中的数据包长度，使用一次性路由发送给目标节点；然后沿途节点将根据路径信息转发此数据包，并更新路由表。

所述更新路由表的方法包括：节点根据数据包中的路径识别号和上一跳节点的地址然后搜索路由表，如果路由表中没有此条目，则新建一个条目，并写入上一跳的路径识别号和上一跳的节点地址，然后生成一个唯一的路径识别号，并将其写入路由表该条目中的本跳的路径识别号，然后根据数据包中的路径信息，写入本跳目的节点地址；如果路由表中已经存在此条目，则比较路由表此条目中的本跳目的节点地址是否与数据包包头的路径信息中下一跳节点的地址一致，如果一致，不执行任何操作。如果不一致，则新生成一个唯一的路径识别号，并修改路由表该条目中的本跳的路径识别号，然后根据数据包中的路径信息，写入本跳目的节点地址。