[发明专利]一种改进的无线传感器网络能量多路径路由方法

权利要求书

1.一种改进的无线传感器网络能量多路径路由方法，其特征在于：包括以下步骤：

汇聚节点在查询消息中添加平均跳数用以记录当前节点到汇聚节点的平均跳数，网络中的所有节点均需要根据上一跳节点，即中间节点的平均跳数判断是否将其作为邻居节点加入本地路由表，舍弃跳数过大的路径；

节点在建立本地路由表后，需要根据路由表中邻居节点的平均跳数计算节点本身的平均跳数，并将其添加到查询消息中，继续转发；在转发过程中，节点只向那些相比于自己距离源节点更近且距离汇聚节点更远的邻居节点转发查询消息；如果没有满足条件的邻居节点，则丢弃该消息；

随着无线传感器网络的运行，各个节点的能量发生着变化，β值也将随之变化，这样才能适应变化的网络，选择最优路径；β值与网络整体剩余能量有关，当网络整体剩余能量较多时，说明节点均处于良好的通信状态，这时可以选择跳数较小的路径来降低传输延时；当网络整体剩余能量下降时，β值也会调整，适当增大，以保证有足够的节点以供选择传输路径，使得网络处于一个相对较优的通信状态。

2.根据权利要求1所述的改进的无线传感器网络能量多路径路由方法，其特征在于：汇聚节点所发出的查询消息中添加平均跳数域，用以记录当前节点到汇聚节点的平均跳数，平均跳数域初始值为0表示从汇聚节点开始。

3.根据权利要求1所述的改进的无线传感器网络能量多路径路由方法，其特征在于：网络中的所有节点均需要根据上一跳节点，即中间节点的平均跳数判断是否将其作为邻居节点加入本地路由表，舍弃跳数过大的路径，节点根据查询消息中提供的上一跳节点，即中间节点的平均跳数，选择出其中的最小值minU_i,k最为判断基准，β是大于1的调节系数，其大小直接决定跳数约束条件的严苛程度，即β越大，跳数约束条件越宽松，有更多的节点可以加入到路由表中，节点j将节点i加入本地路由表FT_j中的跳数约束条件为：

FT_j＝{i|U_i,j≤β*(minU_i,k)},k∈FT_j

其中U_i,j表示节点i的平均跳数，minU_i,k是节点j的邻居节点中的最小平均跳数。

4.根据权利要求1所述的改进的无线传感器网络能量多路径路由方法，其特征在于：建立本地路由表后，每个节点需要计算自身平均跳数，节点的平均跳数即该节点到汇聚节点的平均跳数，计算公式如下：

节点的平均跳数＝(邻居节点的平均跳数之和/邻居节点数目)+1

其中，邻居节点是指当前的节点的上一跳节点经过跳数约束条件筛选后加入到本地路由表中的节点。

5.根据权利要求1所述的改进的无线传感器网络能量多路径路由方法，其特征在于：每个中间节点，在选择查询消息转发对象时，只向那些相比于自己距离源节点更近且距离汇聚节点更远的邻居节点转发查询消息；如果没有满足条件的邻居节点，则丢弃该消息，即对于节点N_i，只转发给满足下式的邻居节点N_j：

d(N_i,N_s)≥d(N_j,N_s)

d(N_i,N_d)≤d(N_j,N_d)

上式中，N_s表示源节点，N_d表示汇聚节点，d(N_i,N_s)表示节点N_i到节点N_s的距离。

6.根据权利要求1所述的改进的无线传感器网络能量多路径路由方法，其特征在于：随着无线传感器网络的运行，各个节点的能量发生着变化，β值也将随之变化。β值与网络整体剩余能量有关，当网络整体剩余能量较多时，说明节点均处于良好的通信状态，这时可以选择跳数较小的路径来降低传输延时，当网络整体剩余能量下降到初始能量的50％时，β值会随着剩余能量的减少而缓慢增加，两者成负相关关系，从而保证有足够的节点以供选择传输路径，使得网络处于一个相对较优的通信状态。