[发明专利]一种异频无线传感器网络中的初始组网与路由方法

权利要求书

1.一种异频无线传感器网络中的初始组网与路由方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：入网通告：

入网通告过程包括入网通告消息的发送、入网通告消息的接收以及入网通告消息的转发三个过程：

入网通告消息的发送：

各基站在开机启动后，在设定的工作频率上以周期T_a发送入网通告消息；各基站维护一个消息序列号，在每次发送入网通告消息时，该序列号的值加1；入网通告消息包括<基站地址>、<发送节点地址>、<与基站的间距>以及<序列号>；其中，<发送节点地址>设置为基站地址；<与基站的间距>设置为0；<序列号>设置为基站所维护的消息序列号的值；然后，基站以广播方式发送入网通告消息；

入网通告消息的接收：

普通节点在入网前以周期CT_a轮询系统各工作频率，其中参数C＞1；当普通节点收到入网通告消息后，锁定当前工作频率，并将<序列号>值进行缓存；如果入网通告消息中的<序列号>不大于缓存中的序列号值，表明该入网通告消息重复接收，不再处理，否则，按如下方式进行处理：

采用入网通告消息更新以<基站地址>为目的地址的路由表项，将以<基站地址>为目的地址的路由表项中的下一跳地址设置为<发送节点地址>的值，并将到基站的距离设置为<与基站的间距>的值加1；如果节点未入网，那么节点基于所学的以<基站地址>为目的地址的路由表项，以单播方式向基站发送入网请求消息；

入网通告消息的转发：

已入网普通节点收到入网通告消息后，如果该入网通告消息非重复接收，那么对该入网通告消息进行转发：首先，将<发送节点地址>设置为本节点地址，<与基站的间距>的值加1；然后，将该入网通告消息以广播方式发送出去；

步骤2：入网请求：

入网请求过程包括入网请求消息的发送、入网请求消息的接收以及入网请求消息的转发三个过程：

入网请求消息的发送：

未入网普通节点收到入网通告消息后，以单播方式向对应基站发送入网请求消息：入网请求消息包括<基站地址>、<请求节点地址>、<发送节点地址>、<接收节点地址>、<与请求节点的间距>；其中，<请求节点地址>和<发送节点地址>都设置为本节点地址，<接收节点地址>设置为以<基站地址>为目的地址的路由表项中下一跳地址，<与请求节点的间距>设置为0；

入网请求消息的接收：

节点在收到入网请求消息后，学习以<请求节点地址>为目的地址的路由表项，将下一跳地址设置为<发送节点地址>的值，并将到目的节点的距离设置为<与请求节点的间距>的值加1；

如果本节点地址与<基站地址>相同，那么执行入网确认过程；如果本节点不是基站，且地址与<接收节点地址>相同，那么执行入网请求消息的转发；否则，丢弃该入网请求消息；

入网请求消息的转发：

普通节点收到入网请求消息后，如果不丢弃，那么本节点根据已经学习到的以基站为目的节点的路由，向基站转发该入网请求消息：首先，将<发送节点地址>设置为本节点地址，<接收节点地址>设置为以<基站地址>为目的地址的路由表项中下一跳地址，<与请求节点的间距>的值加1；然后，将该入网请求消息以单播方式发送出去；

步骤3：入网确认：

入网确认过程包括入网确认消息的发送、入网确认消息的接收以及入网确认消息的转发三个过程：

入网确认消息的发送：

基站收到未入网普通节点的入网请求消息后，以单播方式向该请求节点发送入网确认消息；入网确认消息包括<基站地址>、<请求节点地址>、<发送节点地址>、<接收节点地址>、<与基站的间距>；其中，<基站地址>和<发送节点地址>都设置为本基站地址，<请求节点地址>设置为发送入网请求消息的节点地址，<接收节点地址>设置为以<请求节点地址>为目的地址的路由表项中下一跳地址，<与基站的间距>设置为0；

入网确认消息的接收：

节点在收到入网确认消息后，学习以<基站地址>为目的地址的路由表项，将下一跳地址设置为<发送节点地址>的值，并将到目的节点的距离设置为<与基站的间距>的值加1；

如果本节点地址与<请求节点地址>相同，那么节点完成入网确认过程，正式加入网络；如果本节点与<请求节点地址>不同，但与<接收节点地址>相同，那么执行入网确认消息的转发步骤；否则，丢弃该入网确认消息；

入网确认消息的转发：

普通节点收到入网确认消息后，如果不丢弃，那么本节点根据已经学习到的以请求节点为目的节点的路由，转发该入网请求消息：首先，将<发送节点地址>设置为本节点地址，<接收节点地址>设置为以<请求节点地址>为目的地址的路由表项中下一跳地址，<与基站的间距>的值加1；然后，将该入网确认消息以单播方式发送出去；

步骤4：入网维持：

分为普通节点入网维持、普通节点出网、基站出网三个过程：

普通节点入网维持：

已入网普通节点以周期T_q向基站发送入网请求消息；

普通节点出网：

如果基站在KT_q时间内没有收到已入网节点的任何消息，则表示该节点出网，其中，参数K＞1；基站将包含该节点的路由表项删除；

基站出网：

如果已入网节点在LT_a时间内没有收到对应基站的任何消息，则表示该基站已经出网，其中，参数L＞1；节点将包含该基站的路由表项删除，回到未入网状态，并依入网通告过程中的入网通告消息接收过程进行操作。