[发明专利]多跳自组织可休眠路由算法

摘要

本发明公开了适用于煤矿井下采空区等区域使用的多跳自组织可休眠路由算法，是一种能量消耗较少、负载较为均衡的无线传感器网络的同步路由算法，整个无线传感器网络是由协调器节点发起和建立，协调器发送“组网消息”，其它节点收到“组网消息”后，将“组网消息”进行转发，并将发送“组网消息”的源节点作为该节点的上行节点，上传自身数据，对于其它节点发来的数据，通过该节点的上行节点进行转发，所有信息最终汇聚于协调器节点，通过“组网消息”的下行转发和数据的上传，达到组网和数据上传。组网过程实际上是一次最新路由表生成过程，所组网络具有很好的环境适应性、抗毁性和灵活性，适用于通信环境变化剧烈场景下无线传感器网络的组网。

主权项

多跳自组织可休眠路由算法，其特征是该路由算法的整个通信过程由以下阶段组成：（1）协调器节点向路由节点发起组网命令阶段；（2）路由节点组网阶段；（3）数据上行和下行传输阶段；（4）网络休眠阶段；所述路由节点组网阶段包括以下的具体步骤：步骤1‑1：每一个通信周期开始时，由网络中的协调器节点广播一条“组网消息”，消息内容包含自身的地址信息，自身的能量强度值和信号强度值；步骤1‑2：网络中路由节点在一个通信周期内第一次接收到“组网消息”时，立即启动一个本地组网定时器，该组网定时器用于限制组网阶段的最大时间；当该节点第一次接收到“组网消息”时，则开启该定时器，并倒数计时，当倒数计时完成之后，则宣告本路由节点的组网过程结束；步骤1‑3：在步骤1‑2组网定时器倒数计时结束之前，该路由节点在接收到“组网消息”后，将所述“组网信息”中能量强度值和信号强度值进行加权平均得到路由选择值，此值和自身路由表中的每条能量和信号强度加权值进行比较：若该节点路由表中的路由信息条数小于三条，则在路由表中登记目的地址、能量和信号强度信息；登记路由表时，将目的节点的地址信息、能量和信号强度的加权值按升序排列并存储；若路由表中的路由信息条数大于等于三条且新入路由信息的加权值大于路由表中最小一项的加权值，则需要更新路由表；更新路由表时，原有路由表中能量和信号强度加权值最小的一条路由信息将被删除，新入路由信息和保留的路由信息，按照加权值的大小升序排列的方式，更新路由表；若路由表中的路由信息条数大于等于三条且新加入信息的加权值小于路由表中最小一项的加权值，则无需更新路由表中的信息；步骤1‑4：在步骤1‑3完成之后，该路由节点发送本节点的唯一一次“组网消息”，以触发后续路由节点的组网过程；重复步骤1‑3继续等待其它节点发来的“组网消息”，更新节点的路由表；步骤1‑5：在步骤1‑2中，若组网定时器定时结束，则关闭该路由节点的组网功能，该节点不再接受和处理“组网消息”，该节点的路由表不再更新。