[发明专利]一种下一代无线传感器网络路由通信的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种路由通信的实现系统，尤其涉及的是一种下一代无线传感器网络路由通信的实现方法。

背景技术

随着无线传感器网络的广泛应用及基于IPv6互联网络的成熟和发展，下一代无线传感器网络已成为未来发展的必然趋势。随着用户对移动业务需求的不断增长，下一代无线传感器网络只有提供良好的移动性支持，才能使其获得更大地应用空间。目前，IPv6中典型的路由通信协议应用到下一代无线传感器网络中还存在一些问题，主要原因为如下：

1）现有路由通信中，移动传感器节点需要发送和接收大量的控制信息来确保移动过程中的通信畅通，减少数据包的丢失，而传输控制信息会消耗大量的能量，这会大幅度缩减传感器节点的寿命；

2）现有路由通信协议都是基于网络层实现的，即每个控制信息数据包都需要包括IPv6包头，这对资源有限的传感器节点来说会造成不小的开销，同样会缩短传感器节点的寿命。

因此针对资源有限的下一代无线传感器网络需要建立一种低开销的路由通信方法。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种下一代无线传感器网络路由通信的实现方法。

技术方案：本发明公开了一种下一代无线传感器网络路由通信的实现方法，其特征在于，所述无线传感器网络包括全功能节点和部分功能节点两类传感器节点；所述无线传感器网络划分为两个以上二维的正方形逻辑区域，每个逻辑区域的面积为l×l平方米，每个逻辑区域由坐标（x,y）标识，其中l为正整数，x，y为非负整数；传感器节点通过它的定位坐标(Lx,Ly)计算它所在逻辑区域的坐标（x,y），如公式（1）和公式（2）所示；

位于一个逻辑区域内的传感器节点组成一个簇，其中，簇首节点为固定的全功能节点，簇内节点为可移动的部分功能节点，同一时刻，一个逻辑区域内只有一个簇首节点；簇首节点具有两个通信半径，一个是用于与本簇簇内节点进行通信的半径r，另一个是用于与其他簇首节点进行通信的半径R，其中，l，r和R的关系如公式(3)和（4）所示，n为正整数；无线传感器网络通过接入路由器与下一代互联网相连，接入路由器与逻辑区域(0,0)的簇首节点直接通信；采用两个通信半径的原因在于，由于簇首节点为全功能节点，因此资源较丰富，采用R进行通信以降低通信延迟，而簇内节点为部分功能节点，资源受限，因此采用r进行通信以节省能量。

r=22·l---(3)]]>

R=n·r                    （4）

n²个逻辑区域组成的正方形构建成一个簇域，其面积为n²×l×l，每个簇域有一个簇域首节点，簇域首节点同时也是簇首节点。

上述体系结构具有如下优点：

1）簇内节点只与当前所在簇簇首节点进行通信，由于簇内节点与所在簇簇首节点为邻居节点，因此无需建立路由，从而降低了通信代价；

2）簇按照逻辑区域进行划分，由于逻辑区域由二维坐标标识且逻辑区域的二维坐标在整个无线传感器网络区域具有唯一性，因此簇首节点根据簇所在逻辑区域的二维坐标自动配置的IPv6地址无需进行重复地址检测，降低了传感器网络功耗；

3）根据簇首节点的IPv6地址包含所在逻辑区域的二维坐标，因此簇首之间通信无需建立路由，通过地址坐标即可实现通信，从而降低了通信代价；

4）当簇内节点在一个簇内移动时，无需进行移动切换操作，在一个簇域内移动时，只需在簇域内完成移动切换，其他簇域无需参与移动切换操作，从而降低了移动切换代价和延迟。