[发明专利]基于地理位置面向低功耗远距离物联网的多径路由方法

说明书

本发明涉及基于地理位置面向低功耗远距离物联网的多径路由的技术。目前已提出的基于地理位置的路由协议应用于多跳转发网络场景存在以下缺点：只存在唯一路径，造成选定路径节点负载高，链路利用率低，一旦路径节点故障，整个网络便会瘫痪，而且没有低电量保护，关键路径节点电能耗尽。基于上述问题，本申请提出了一种基于地理位置面向低功耗远距离物联网的多径路由方法，其技术方案要点为：根据各个节点的地理位置信息建立源节点和目的节点之间的路由平面直角坐标系；根据节点密度确定源节点和目的节点间的最大预估路径数；根据需要选择路由路径数；基于定向弧区域转发和区域角度递增寻找原则，以路由系数为参考从源节点开始依次选取后继节点。

技术领域

本发明涉及基于地理位置的多跳转发网络场景中路由路径技术，特别涉及低功耗的多径路由选取技术。

背景技术

对于在野外部署的大规模远距离网络场景中，具有以下特点：节点位置相对固定，单点通信距离较远(5-15km)，每个节点都装有GPS设备，能够准确获取节点的地理位置。由于网络的部署范围非常广，单点通信的距离达不到要求，所以必须要采用多跳转发的方式。而实现多跳转发必须考虑采用适用高效的路由协议。

综合考虑野外大规模远距离网络场景的特殊性，由于每个节点都能通过GPS设备获取自身的位置，且定位误差相对传输距离可以忽略不计，所以基于地理位置的路由协议最适合该网络场景。

目前，已提出的基于地理位置的路由协议应用于本网络场景均存在以下缺点：只存在唯一路径，造成选定路径节点负载高，链路利用率低，一旦路径节点故障，整个网络便会瘫痪，而且没有低电量保护，关键路径节点电能耗尽。

参见申请号为CN 201210014693.0，其公开了一种基于平面区域划分的Ad Hoc网络多径路，具体公开的是：源节点计算自身与目的节点间的距离，将网络中所有节点所在平面划分成不相交的区域，确定区域个数及相应的曲线条数，计算各曲线方程的系数；源节点将自身与目的节点的地理位置信息及曲线方程系数写入数据包头部，根据路由转发策略向下一跳节点转发；转发节点收到数据包后，从包头部取出源节点与目的节点的地理位置信息及曲线方程系数，判断自身所在区域，根据路由转发策略继续转发；后续转发节点按上述方法继续转发，直至数据包到达目的节点。本发明利用节点位置信息在划分的不相交区域构造多条路径，既考虑了节点的不相交性，又避免了简单泛洪带来的路由发现开销，提高了路由寻找效率。

但是基于平面区域划分的Ad Hoc网络多径路需要确定源节点与目的节点网络中所有节点，并需要确定源节点与目的节点之间区域个数及相应的曲线条数，计算各曲线方程的系数，而源节点与目的节点之间的节点个数繁多，需要计算的曲线以及各曲线方程的系数也就更多，造成路径计算繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于地理位置面向低功耗远距离物联网的多径路由方法，能够解决目前已提出的基于地理位置的路由协议应用于多跳转发网络场景存在的以下问题：只存在唯一路径，造成选定路径节点负载高，链路利用率低，一旦路径节点故障，整个网络便会瘫痪，而且没有低电量保护，关键路径节点电能耗尽；并且，现有计算路由路径的方法中因源节点与目的节点之间的节点个数繁多，需要计算的曲线以及各曲线方程的系数也就更多，造成路径计算繁琐。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：基于地理位置面向低功耗远距离物联网的多径路由方法，包括如下步骤：

步骤1、以源节点作为原点，以源节点与目的节点连线作为X轴，建立路由平面直角坐标系，每个节点配备GPS设备获取对应的地理位置信息，所述地理位置信息至少包括对应节点的经度和纬度，所有节点根据经度和纬度量化到平面直角坐标系，用此坐标系中的坐标表示节点的地理位置信息；