[发明专利]传感器网络簇头监视节点秘密选择协议

权利要求书

1.传感器网络簇头监视节点秘密选择协议，其特征在于，包括：

步骤1、在簇头节点O确定之后，由所述簇头节点O发起节点群构建子协议，建立节点群，所述节点群指所有参与簇头监视节点选择的备选节点集合，每个备选节点设置有一活动节点集，所述活动节点集记录有所有备选节点的节点信息，所述节点信息包括序列号；

步骤2、传感器网络中的各节点在明确备选节点身份后，发起令牌生成子协议，建立其所持有令牌集；

步骤3、节点群中序列号最小的备选节点发起节点秘密选择子协议，结合各备选节点所持有令牌集确定下一个监视周期中的簇头监视节点；

步骤4、进入监视周期，在监视周期即将结束时，各备选节点发起令牌生成子协议，更新其所持有令牌集；

步骤5、重复执行步骤3至步骤4；

步骤6、在监视周期内，若簇头节点失去簇头地位，簇头节点发起节点群撤消子协议，协议中止；

所述节点群构建子协议包括：

步骤1.1、簇头节点O广播消息Msg(Init, ID_O, Mdata)，其中，Mdata是监视簇头节点所必需的信息；

步骤1.2、收到所述消息Msg(Init, ID_O, Mdata)的备选节点ID_i增加发射功率，广播其加入簇头监视节点选择的消息Msg(Init-R, ID_O, ID_i)；

步骤1.3、同时接收到所述消息Msg(Init, ID_O, Mdata)和所述消息Msg(Init-R, ID_O,ID_i)的节点将ID_i记录在其所持有活动节点集中；

所述令牌生成子协议包括：

步骤2.1、各备选节点清空其所持有的令牌集Token，并各自继续完成下列动作；

步骤2.2、根据预先约定的令牌数量与能量水平之间的映射规则，确定所持有令牌数量为s，其中s_down≤s≤s_up，s_down为预设令牌数量下限值，s_up为预设令牌数量上限值；

步骤2.3、生成随机数random，并计算k=random mod n，n为备选节点总数；

步骤2.4、将k加入令牌集Token={k}；

步骤2.5、检测当前时刻所述令牌集中的令牌数量，若令牌数量未达到s，继续生成随机数random’，并计算k’=random’ mod n；

步骤2.6、若k’与所述令牌集中其它令牌均不相同，将k’加入所述令牌集，否则返回步骤2.5，重新计算k’；

步骤2.7、重复步骤2.5和步骤2.6，直至所述令牌集中的令牌数量达到s个；

所述节点秘密选择子协议包括：

步骤3.1、节点群中序列号最小的备选节点ID₁随机生成一段字符串str₁，封装成节点秘密选择消息Msg(Sel, ID_O, ID₁, str₁)，并增大发射功率，向其他所有备选节点广播所述节点秘密选择消息Msg(Sel, ID_O, ID₁, str₁)；

步骤3.2、待间隔时间T后，节点群中序列号次小的节点ID₂随机生成一段字符串str₂，封装成节点秘密选择消息Msg(Sel, ID_O, ID₂, str₂)，并增大发射功率，向其他所有备选节点广播所述节点秘密选择消息Msg(Sel, ID_O, ID₂, str₂)；

步骤3.3、依此类推，每间隔时间T后，根据序列号大小，备选节点ID_i随机生成一段字符串str_i，封装成节点秘密选择消息Msg(Sel, ID_O, ID_i, str_i)，并增大发射功率，向其他所有备选节点广播所述节点秘密选择消息Msg(Sel, ID_O, ID_i, str_i)，i=3,4,……,n，n为备选节点总数；

步骤3.4、每个备选节点收集所有备选节点生成的字符串得到新字符串str= str₁||str₂||…|| str_n，其中||为字符串拼接操作；

步骤3.5、每个备选节点计算下一个监视周期的工作令牌token=hash(str) mod n，token即为秘密选择结果，各备选节点查看所述token是否命中其所持有令牌集中的令牌，若命中，则表示由其作为下一个监视周期中的簇头监视节点。