[发明专利]一种分级的无线传感器网络路由表管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络技术，尤其涉及一种分级的无线传感器网络路由表管理方法。

背景技术

目前无线传感器网络组网后，下行路由表都是集中存储在汇聚节点（网关）上，因此每次下发信令到节点时，都需要在信令包中带上冗长的下行路由表。此方法会产生如下负面影响：

1）  无线传感器网络是一种低带宽的网络，冗长的路由表使得无线传感器网络的有效传输速率和有效载荷大大的降低。

2）  在无线传感器网络中，末梢节点基本上是低成本、低功耗的，因此节点的CPU性能、RAM容量、ROM容量都是非常之有限的，根本不适合处理大数据包，而且节点有限的RAM容量决定了下行路由表的长度，也就限制了无线传感器网络的最大组网级数，即限制了网络覆盖范围。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种分级的无线传感器网络路由表管理方法，提高了传输速率，便于控制网络成本。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种分级的无线传感器网络路由表管理方法，所述无线传感器网络中节点划分为汇聚节点、路由节点和末梢节点，其中汇聚节点负责无线传感器网络上行数据的收集和下行信令的转发，路由节点负责转发上下行数据，末梢节点负责收集传感器数据并上报到上一级节点，特征在于路由表管理方法如下：

汇聚节点保存无线传感器网络完整的路由表，路由节点保存能够到达下行目的节点的下一跳子节点并保存上行父节点，末梢节点不保存下行路由表但保存上行父节点。

所述路由节点保存能够到达下行目的节点的下一跳子节点时选取三个子节点互相备份，保存上行父节点时选取三个父节点互相备份。

所述末梢节点保存上行父节点时选取三个父节点互相备份。

当数据上行时，末梢节点选取最优的父节点（路由节点或者汇聚节点），作为上行路由的下跳地址，发送数据。路由节点收到该数据包后，同样选取最优的父节点往上转发数据，直到到达汇聚节点（网关）。

当数据下行时，网关从完整的路由表中，选取到达目的节点的下跳子节点后，发送数据至路由节点。路由节点从保存的下行路由表中，选取到达目的节点的下跳节点后，发送数据，依次类推，直到到达目的节点。

本发明提供的分级的无线传感器网络路由表管理方法，具有以下有益效果：

1、通过引入路由节点分级保存下行路由表，使得无线传感器网络的传输包长度大大的减小，不仅提高了传输速率，还增大了单包的有效载荷。

2、只要提高个别路由节点的RAM或ROM容量，就能提高整个无线传感器网络的覆盖范围，在提高网络覆盖范围的同时，网络成本也得到了有效的控制。

附图说明

     图1为本发明的网络拓扑图；

图2为本发明汇聚节点的路由表；

图3为本发明路由节点R₁的下行路由表；

图4为本发明路由节点R₂、R₃、R₄的下行路由表；

图5为本发明路由节点R₁的上行路由表

图6为本发明路由节点R₂、R₃、R₄的上行路由表

图7为本发明路由节点C₁、C₂、C₃的上行路由表。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

无线传感器网络中的节点分为汇聚节点、路由节点、末梢节点，G为汇聚节点，R₁、R₂、R₃、R₄为路由节点，C₁、C₂、 C₃为末梢节点，网络拓扑图如图1所示。

汇聚节点（网关）作为无线传感器网络的最顶层节点，负责无线传感器网络上行数据的收集以及下行信令的转发，保存无线传感器网络完整的路由表。根据拓扑图，汇聚节点保存的完整的路由表如图2所示。