[发明专利]一种优化的基于物联网的分布式协作路由方法

说明书

技术领域：

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种优化的基于物联网的分布式协作路由方法。

背景技术：

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是：“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心。

活点定义：利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化的。

无线传感器网络的动态特征严重影响了传统路由协议的性能，节点移动、多跳，拓扑结构频繁变化，以及有限的信道带宽和能量资源使得路由协议的设计面临巨大的挑战。

发明内容：

本发明的目的是提供一种优化的基于物联网的分布式协作路由方法，它研究无线传感器网络分布式协作优化问题，针对无线传感器网络资源利用率和传输效率低下等问题，建立了一种基于物联网优化算法的无线信道质量预测的分布式优化协作路由技术，采用启发式方法建立无线链路信道信噪比预测模型，然后根据信道质量选择最优者作为协作节点，以较小代价在动态无线网络拓扑中搜寻到最优路由，数学分析表明，这种算法收敛速度快、可靠性高，可以准确地预测无线链路质量；同时该协作路由技术对无线传感器网络具有更好的适应性，并有效延长了网络生命周期。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：给定一个源节点A和接受节点B以及N个其它节点的无线传感器网络，在A与B之间寻求总发射功率最小化且具有一定可靠性的协作路由，具体操作流程如下：1、源节点发送广播消息，相邻节点或接收点可捕获来自源节点的信号；2、相邻节点或接收点向源节点反馈信号，源节点根据收到的反馈信息得到当前无线链路间信噪比，并用遗传算法预测各无线链路未来信噪比，从中选出最大者作为中继点，并发送广播消息与源节点之间建立协作通信关系；3、在选中的中继节点上，执行流程2，选择下一跳中继点，直至接收节点B；4、建立协作路由，源节点A通过协作节点向接收节点B传输数据，如果出错则由中继节点重发该数据，这样可以有效减少数据包重传次数和往返时延。

本发明工作原理：研究无线传感器网络分布式协作优化问题，针对无线传感器网络资源利用率和传输效率低下等问题，建立了一种基于物联网优化算法的无线信道质量预测的分布式优化协作路由技术，采用启发式方法建立无线链路信道信噪比预测模型，然后根据信道质量选择最优者作为协作节点，以较小代价在动态无线网络拓扑中搜寻到最优路由，数学分析表明，这种算法收敛速度快、可靠性高，可以准确地预测无线链路质量；同时该协作路由技术对无线传感器网络具有更好的适应性，并有效延长了网络生命周期。

具体实施方式：

本具体实施方式采用以下技术方案：给定一个源节点A和接受节点B以及N个其它节点的无线传感器网络，在A与B之间寻求总发射功率最小化且具有一定可靠性的协作路由，具体操作流程如下：1、源节点发送广播消息，相邻节点或接收点可捕获来自源节点的信号；2、相邻节点或接收点向源节点反馈信号，源节点根据收到的反馈信息得到当前无线链路间信噪比，并用遗传算法预测各无线链路未来信噪比，从中选出最大者作为中继点，并发送广播消息与源节点之间建立协作通信关系；3、在选中的中继节点上，执行流程2，选择下一跳中继点，直至接收节点B；4、建立协作路由，源节点A通过协作节点向接收节点B传输数据，如果出错则由中继节点重发该数据，这样可以有效减少数据包重传次数和往返时延。

本具体实施方式研究无线传感器网络分布式协作优化问题，针对无线传感器网络资源利用率和传输效率低下等问题，建立了一种基于物联网优化算法的无线信道质量预测的分布式优化协作路由技术，采用启发式方法建立无线链路信道信噪比预测模型，然后根据信道质量选择最优者作为协作节点，以较小代价在动态无线网络拓扑中搜寻到最优路由，数学分析表明，这种算法收敛速度快、可靠性高，可以准确地预测无线链路质量；同时该协作路由技术对无线传感器网络具有更好的适应性，并有效延长了网络生命周期。