[发明专利]基于RPL的无线传感器网络的层数型路由建立方法

说明书

本发明实施例提供了一种基于RPL的无线传感器网络的层数型路由建立方法。该方法包括：从所述的根据RPL路由协议构建的无线传感网中，按照Rank值对节点进行分层，在每一层中按照特定规则选取一定数量的簇首；簇首就任后向周围广播就任信息，其他节点决定是否加入簇；节点入簇后将簇首加入父节点列表，作为次优父节点，由此整个网络组网完成。在数据路由部分，节点将自身采集的传感信息发送到簇首，由簇首完成数据融合等处理；节点收到未经融合处理的数据包则直接发送到原本的最优父节点，避免二次融合。每个节点可保持两个父节点，两条路由，同时将融合与未融合的数据分开传输，增强网络健壮性，均衡网络负载，延长网络生命周期。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种基于RPL的无线传感器网络的层数型路由建立方法。

背景技术

无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网路系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域里的被监测对象的信息，如温、湿度信息，并将这些信息发送给观察者。这些传感器节点功耗低、传输速率低、处理能力低、能量储备低，并通过多跳进行数据传送。

在无线传感器网络中，由于能力受限，节点之间往往无法直接通信，通常需要借助中间节点以多跳路由的方式将源数据传动至目的节点。针对无线传感网的这种低功耗有损网络特性，IETF ROLL工作组研究制定了RPL(Routing Protocol for Low-Power andLossy Networks,低功耗有损网络路由协议)。RPL是一个距离矢量路由协议，节点通过交互信息形成有向无环图，进而构建网络拓扑。

为了扩大网络规模，汇聚节点往往选取不同于普通传感节点的高性能节点，虽然RPL协议生成的网络拓扑能较好的保证网络的稳定性，但由于拓扑为树形拓扑，因此当节点密集，规模较大时，拓扑深度会较深。而在网络拓扑中位置相对靠近汇聚节点的传感器节点既要采集自身周围的传感信息，又要承担转发下层上传的数据包的任务，因此更容易过早的耗尽能量。一旦上层的传感器节点失效，整个网络将会产生较大的震荡。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于RPL的无线传感器网络的层数型路由建立方法，以提高基于RPL的无线传感器网络的效率。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于RPL的无线传感器网络的层数型路由建立方法，包括：

在无线传感器网络初始化完成后，所述无线传感器网络中的每个节点向外广播簇首竞争消息，该簇首竞争消息中携带节点所在的层数和节点的Rank值；

根据所述无线传感器网络的每一层中的各个节点接收到的簇首竞争消息，利用预定的簇首竞争机制确定每一层中的簇首节点；

同一层中包括簇首节点在内的各个节点聚集在同一簇，节点将自身采集的信息发送给节点所在簇中的簇首节点，所述簇首节点将自身所在簇中的各个节点采集的信息进行信息融合处理后，发送给所述簇首节点的父节点。

优选地，所述的在无线传感器网络初始化完成后，所述无线传感器网络中的每个节点向外广播簇首竞争消息，该簇首竞争消息中携带节点所在的层数和节点的Rank值，包括：

在无线传感器网络初始化完成后，所述无线传感器网络中的节点根据自身的Rank值计算自身所在层数，并判断层数是否大于2，所述Rank值根据节点在所述无线传感器网络拓扑中到根节点的相对位置，由节点剩余能量和期望重传次数决定；

当所述层数大于等于2，则所述节点向外广播簇首竞争消息，该簇首竞争消息中携带节点所在的层数和节点的Rank值。

优选地，所述的根据所述无线传感器网络的每一层中的各个节点接收到的簇首竞争消息，根据预定的簇首竞争机制确定每一层中的簇首节点，包括：