[发明专利]一种井下无线传感网络按需路由方法

摘要

本发明公开了一种无线传感网络的按需路由算法，涉及无线传感网络节能路由技术领域。本发明是给出了转发域的确定方法1）确定转发域角度；设将RREQ分组转发给本节点的邻节点的集合为，中节点个数大于等于1；当集合中只有一个节点时，转发域的角度为360o，但临界边不包含本节点与此节点的连线，也即是本节点只能向集合中节点之外的节点转发；当集合中的节点不止一个时，设任两节点与本节点所确定的夹角为，比较夹角的大小，转发域的角度即为，2）确定转发域临界边；临界边即为确定角的两节点各自与本节点的连线；通过确定转发的角度及临界边来确定了转发域，控制RREQ分组的转发范围，使其只发送给未向本节点转发过此分组的节点。

主权项

一种井下无线传感网络按需路由方法，其特征在于：煤矿巷道中路由节点位置固定，网络中的每个节点可以获得自己当前的位置信息，以坐标表示；在RREQ分组中增加一个字段，用来存储将RREQ发送到本节点的前一跳节点的坐标；RREQ分组无需添加位置更新分组；在传统的泛洪算法基础上，提出转发域的概念，并给出了转发域的确定方法：具体步骤如下：1)确定转发域角度；设将RREQ分组转发给本节点的邻节点的集合为S[n]，S[n]中节点个数大于等于1；当集合中只有一个节点时，本节点只能向集合中节点之外的节点转发；当集合中的节点不止一个时，设任两节点与本节点所确定的夹角为α，比较夹角的大小，转发域的角度即为β＝2π‑maxα，2)确定转发域临界边；临界边即为确定α角的两节点各自与本节点的连线；通过确定转发的角度及临界边来确定了转发域，控制RREQ分组的转发范围，使其只发送给未向本节点转发过此分组的节点；在转发域中进行路由发现的同时，提出能量门限值的概念，同时考虑节点的剩余能量和所选路由路径消耗的总能量，具体如下：定义一个关于跳数和节点一跳消耗的能量的路由代价函数，其构造过程如下：以n1为源节点，以nd为目的节点的路径j＝n1,n2,...nd，设其跳数为Hj，由于节点每一跳所消耗的能量不一定相同，因此，设节点一跳所消耗的能量为Ex；Hj＝d‑1                                  (1)RouteCostj＝Ex×Hj＝Ex×(d‑1)                       (2)本方法协议中，路由节点在选择路径时，需要将RREQ分组和RREP分组中原先的路径开销(Path cost)域用来存储分组所经路径上的电池开销，也就是根据公式(2)计算的所经路径的电池开销；当目标节点收到第一个RREQ分组，不会立即回复RREP分组，而是等待后到达的RREQ分组；对于重复收到的RREQ分组，目的节点将比较它们的序列号和各个RREQ分组中的Path cost域中的值，如果序列号大，则表示有新的路由发现过程，此时只需比较序列号相同的RREQ分组，Path cost域中的值最小的一条路径即为最佳路径，也即是此条路径消耗的总能量最小，确定消耗能量最小的路径后，就可以回复RREP分组了；当每跳路由耗能相同时，寻找总路径耗能最小的路由也就是寻找最小跳数的路由，也即是最先发现的路由。