[发明专利]基于树形无线传感器网络的路由方法和装置及传感器设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，更具体的说是涉及基于树形无线传感器网络的路由方法和装置及传感器设备。

背景技术

无线传感器网络将传感器技术、通信技术、计算机技术结合在一起，具有信息采集、传输和处理的能力。传感器网络最初起源于军事领域，但随着传感器网络技术的发展，它的应用范围也越来越广，在环境监测、智能农业和智能家居等领域具有广泛的应用前景。

无线传感器网络中的传感器节点是一个具有信息收集和处理能力的微系统。传感器节点能与其他节点之间进行通讯，但节点的通讯距离有限，因此当源节点需要与目标传感器节点进行通讯时，则需要通过中间节点进行路由，这样每个节点即可以是信息的发起者，也可以是信息的转发者。

对于无线传感器网路的路由方法，一般常见的为树形拓扑结构的路由方式。树形拓扑结构的路由方式非常简单，每次报文转发都在父、子节点之间进行。也就是说，当源节点需要与目标传感器节点进行通讯时，首先将报文转发至其父节点或子节点，收到该报文的节点也按同样的方式将报文转发给对应的父节点或子节点，直至该报文被传送至目标传感器节点。在现有的树形网络中由于每次报文转发都只能在父子节点间进行，因此报文从源节点传输到目标传感器节点的时间较长，路由传输效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供基于树形无线传感器网络的路由方法和装置及传感器设备，能提高报文的路由传输效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于树形无线传感器网络的路由方法，预先根据各个传感器节点在树形网络中所处的层次以及层内位置，为传感器节点分配短地址，所述路由方法包括：

根据待发送的报文查询目标传感器节点的短地址；

查询预先建立的邻居表，获取当前传感器节点的各个邻居节点的短地址；

依据所述各个邻居节点的短地址和所述目标传感器节点的短地址，分别计算各个邻居节点到目标传感器节点的基本路由跳数；

根据所述计算得到的各个基本路由跳数，从所述邻居节点中选择下一跳节点，将所述报文转发到所述下一跳节点。

优选的，所述短地址由传感器节点在树形无线传感器网络中的层次号和层内网络序号组成。

优选的，该方法还包括：在一个通信周期内，接收其他传感器节点发送的同步报文，将发送同步报文的传感器节点作为当前传感器节点的邻居节点，将该邻居节点的网络信息添加到邻居表中，其中，所述网络信息包括短地址。

优选的，所述邻居表中还保存有邻居节点的生存期系数，所述方法还包括：

如果在一个通信周期内未接收到邻居表中的某邻居节点发送的同步报文，则降低该邻居节点的生存期系数；

当邻居表中的某邻居节点的生存期系数为零时，将该邻居节点从邻居表中删除。

优选的，所述依据各个邻居节点的短地址和目标传感器节点的短地址，分别计算各个邻居节点到目标传感器节点的基本路由跳数，包括：

根据各个邻居节点的层次号和层内网络序号以及目标传感器的层次号和层内网络序号，分别查询各个邻居节点与目标传感器节点间共同的父节点，并分别依据各个邻居节点和目标传感器节点到所述父节点间的层次差，计算各个邻居节点到目标节点的基本路由跳数。

优选的，所述根据各个邻居节点的层次号和层内网络序号以及目标传感器的层次号和层内网络序号，分别查询各个邻居节点与目标传感器节点间共同的父节点，并分别依据各个邻居节点和目标传感器节点到所述父节点间的层次差，计算各个邻居节点到目标节点的基本路由跳数，具体包括：

根据各个邻居节点的层次号L1以及目标传感器节点的层次号L2，计算各个邻居节点与目标传感器节点之间的第一层次差T1，其中T1＝|L1-L2|；

分别将各个邻居节点与目标传感器节点的层次号对比，确定层次较深节点和层次较浅节点，逐层向上查询所述层次较深节点的父节点，直到找到与层次较浅节点处于同一深度的传感器节点M1；

根据所述层次较浅的节点的层内网络序号，以及所述与层次较浅的节点处于同一深度的传感器节点M1的层内网络序号，确定这两个处于同一深度的节点的父节点M2；

根据所述节点M1的层次号L3以及所述父节点M2的层次号L3，计算所述节点M1和所述父节点M2之间的第二层次差T2，其中T2＝|L3-L4|；

根据第一层次差T1和第二层次差T2计算邻居节点到目标传感器节点的基本路由跳数Hop，其中，Hop＝T1+T2*2。

优选的，所述根据所述计算得到的各个基本路由跳数，从所述邻居节点中选择下一跳节点，将所述报文转发到所述下一跳节点，包括：