[发明专利]一种无线传感器网络的节能方法及休眠决策系统

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络的节能方法及休眠决策系统。本发明的方法通过设计元胞自动机状态转换规则，根据网络拓扑情况不同，设置休眠门限值从而调节休眠强度，使得节点能够通过元胞自动机的状态转换规则，在休眠和工作状态间进行切换，当有过多邻居节点处于工作状态时，当前节点可以进入休眠状态，从而减少了能量消耗；本发明的休眠决策系统通过合理使用元胞自动机处理机制，在MAC层与IP层间设计CA层，在保证网络传输可靠性的基础上，减少了节点能量消耗，延长了网络生存期的功能。

主权项

1.一种无线传感器网络的节能方法，具体包括如下步骤：建立元胞自动机，所述元胞自动机具体为：A＝(S，k，N，F)，其中，S代表节点所有可能处于的状态，k代表节点的状态总数，N为节点邻居集合，F为状态转换规则，所述无线传感器网络中的每个节点具有一个独立决策的元胞自动机，元胞自动机根据邻居信息更新自己的邻居集合并根据状态转换规则进行决策，判断是否需要进行状态转换，所述节点所有可能处于的状态具体为：休眠状态、工作状态，即S＝{a，b}，其中，a代表休眠状态，b代表工作状态；设t时刻元胞(i，j)的状态为S_i，j^(t)，其邻居节点状态之和定义为N_i，j^(t)＝∑S_i，j^(t)，其中某节点的邻居节点是指在该节点单跳通信范围内的节点。则t+1时刻元胞(i，j)的状态S_i，j^(t+1)＝F{N_i，j^(t)}，元胞自动机状态转换规则F如下：1)从工作状态到休眠状态的规则：若S_i，j^(t)＝b，则其中，work_flag表示工作状态标记值，work_flag＝a表示工作状态定时器没有超时，work_flag＝b表示工作状态定时器超时；K根据具体网络拓扑情况设置，表示休眠门限值，用于调节休眠强度；若决策S_i，j^(t+1)＝a，则启动休眠定时器，将休眠标记值sleep_flag设置为a，表示节点处于休眠状态并且不能进行状态转换，当休眠定时器超时时，将休眠标记值sleep_flag设置为b，表示节点恢复到工作状态；2)从休眠状态到工作状态的规则：若S_i，j^(t)＝a，则Si,j(t+1)=b,sleep+flag=ba,sleep_flag=a,]]>若S_i，j^(t+1)＝b，则启动工作定时器，设置工作状态标记值work_flag为a，表示节点处于工作状态，不能进行状态转换，当工作状态定时器超时时，将工作状态标记值work_flag设置为b，节点根据状态转换规则中的工作状态到休眠状态规则，当邻居节点状态之和大于门限值K时进行状态转换，否则保持工作状态。