[发明专利]一种基于物联网的三阶段传感拓扑方法及系统

说明书

本公开公开了一种基于物联网的三阶段传感拓扑方法及系统，在本公开的一种基于物联网的三阶段传感拓扑方法的第一阶段，创建DFS以搜索所有简单路由。在第二阶段，基于成对比较的AHP适用于分析需要考虑的定性和定量因素，以提高物联网系统技术的体验质量。此外，获得这些因素的相关权重，以使本公开的方法能够关注那些在资源有限的环境中优先改进的因素。在第三阶段，基于从AHP导出的权重的TOPSIS用于在从所提出的DFS获得的所有简单路由中选择具有最佳相似性度量的路由，系统有效地降低功耗和提高成功的信号传输概率来提高物联网服务质量，降低了拓扑的运行时间消耗代价从而节约了能耗，从而提供更好的物联网环境。

技术领域

本公开涉及计算机网络拓扑、计算机网络路由技术领域，具体涉及一种基于物联网的三 阶段传感拓扑方法及系统。

背景技术

近年来，物联网通过众多利用无线信号相互通信的智能传感器，实现了日常生活中使用 的许多设备的简单，智能和高效连接。物联网的快速发展是传感技术最近取得的进步。物联 网(IoT)在日常生活和现实应用的许多元素之间提供简单且无处不在的网络[1,2]。它是互 联物体的智能网络，例如设备，建筑物，车辆和其他物品。为了采样，收集，感知，分析和 交换数据，这些物联网对象嵌入了电子设备，软件，传感器等，以提高生产效率并提供更有 效的资源消耗[1-3]。低成本，低功耗，紧凑尺寸和开放式标准传感器堆栈使得即使是安装在 任何环境中的最小物体也能以合理的成本包含在物联网中[3-15]。由大量无线传感器组成的 无线传感器网络(WSN)是物联网的核心，用于收集信号并允许物体之间的通信，因为它们在 有线网络上具有更大的灵活性[3,5-7,9-11,13，15-23,32]。因此，功能强大且价格低廉的 智能设备的可用性允许优化信息管理，测量结果共享和服务质量改进[3-15]。

在WSN的拓扑结构中，节点是传感器，而弧是通信链路。每个节点都是一个基本单元，代 表一个具有嵌入式处理器，内存，无线接口和本地自治电源的设备。节点能够收集诸如热， 光，声音，位置或运动之类的信号，并且可以使用本地无线接口传送此信息以进一步聚合和 处理[3,5-7,9-11,13,15-23]。例如，节点可以是具有加速度计，陀螺仪，磁力计，GPS，气 压计，温度传感器，接近传感器，环境光传感器等的智能手机。无线传感器网络中设备的传 感能力也可能不时得到改善[3,5-7,9-11,13,15-23]。从用户的角度来看，服务质量是指 来自系统或用户的响应，消息或信号是否能够随时随地可靠，准确，经济，高效和有效地到 达目的地[3-15]。因此，识别影响信号传输概率和功耗的重要因素非常重要，以便使物联网 中的智能传感器网络更可靠，寿命更长[3-15]。路由是通过WSN中的源节点到汇聚节点的一系 列节点和弧，使用Wi-Fi，蓝牙，NFC，ZigBee，红外，4G/LTE，线程或空白电视技术转发 信号的过程[3,5-7,9-11,13,15-18]。从源节点到接收器的一系列节点和弧称为路由路径 [3,5,7,9-11,13,15-23]，并显示应用程序的端点如何响应客户端请求，例如节点之间的路由 因此在提高服务质量方面起着重要作用。六个因素，可靠性[16-23]，能耗[5-8]，传输时间[3,9]，信号传输质量(包括强度和准确率)[10]，覆盖率[11-13]，因此，本公开考虑了使 用成本[15]，以构建整数规划模型，以提高物联网系统技术的服务质量。

电池供电的智能传感器或设备，如BLE信标，智能穿戴，停车传感器，电话，笔记本电脑 等，是非常方便，流行且常见的WSN设备，允许对象进行交互，这是物联网的主要目标[3-9]。 在确定哪些设备和设备组合以及在物联网无线传感器网络中使用哪些通信技术时，电池寿命 是主要考虑因素，因为电池寿命会影响节点(设备)的寿命，从而影响整个网络[3-9]。例如， 蓝牙4.0使用轻量级访问方法提供超低功耗待机模式操作，以确保在待机和工作模式下都能实 现极低的功耗[3]。