[发明专利]一种基于树状簇结构的无线传感器网络移动数据收集方法

摘要

本发明涉及一种基于树状簇结构的无线传感器网络移动数据收集方法，包括：基于权重的成树方案，每个节点选取一跳范围邻居节点中权重最大的节点为父节点，建成树之后，每棵树上权重最大的根节点将作为数据汇聚点Rendezvous Point(RP)；基于距离根节点的跳数和流量负载对树进行分割并选取树内子汇聚点Sub‑Rendezvous Point(SRP)的方法；RP和SRP将作为移动数据收集器（MDC）的驻留收集点，且在一定周期后重选即重新成树。因此，本发明实现了均衡网络负载，降低节点能耗，有效缓解hotspot问题，延长网络生命的目的。

主权项

1.一种基于树状簇结构的无线传感器网络移动数据收集方法，其特征在于包括如下步骤：(1)、成树阶段每个传感器节点通过邻居间相互通信，对比权重找到一跳范围内权重值最大的父节点，从而建立数据收集树，将树上节点分为根节点、叶子节点、普通子节点三种，并根据节点的特征确定树上的根节点和叶子节点，最终由根节点进行广播，使得树上叶子节点和所有普通子节点均获取到距离根节点的跳数信息；(2)、数据收集树内汇聚点RP和子汇聚点SRP的选取确定每棵树的根节点为汇聚点RP，并根据树的深度、各子树节点数量对树进行分割在树上寻找树内子汇聚点SRP，从而平衡负载；(3)、数据收集树内数据上传存储与移动数据收集器MDC数据收集将汇聚点RP和子汇聚点SRP所在位置作为移动数据收集器MDC的驻留位置，传感器节点将自身及子节点的数据发给自己的父节点，直到上传到汇聚点RP和子汇聚点SRP周围一跳范围内的邻居子节点，由后者存储并等待移动数据收集器MDC以旅行商遍历的方式到达这些位置后再上传到移动数据收集器MDC，最终由移动数据收集器MDC上传给静态sink；(4)、汇聚点RP和子汇聚点SRP调整在每个数据收集周期内，各汇聚点RP、子汇聚点SRP在移动数据收集器MDC收集完数据后，查询统计一跳范围邻居节点平均剩余能量，若低于所记录的上一次统计的初始剩余能量平均值的m％，0Wj，或者Wi＝Wj,i>j时，则节点i为节点j的父节点，节点j为其子节点；其中，Wi是节点i的权重，Wj是节点j的权重；(4b)、如果没有节点将i视为父节点，同时i一跳范围内邻居节点的最大权重值比i的权重值小，此时如果按照4a的情况进行处理，则节点i将成为孤立节点，为了避免这种情况的出现，节点i仍将选取自己一跳邻居中最大权重的节点为自身的父节点；(4c)、如果节点i一跳邻居中最大权重值的节点为节点j，j和i的权重值相等，则i将与j对比ID，如果i2且子节点个数CN(i)>＝2，则可以将自身确定为候选SRP，并计算出自己的权重w(i)＝H(i,RP)×DS(i)，每个候选SRP将和自己的两跳子节点交换信息；(9b)、如果同一棵子树上，某个候选SRP发现自身的父节点不为候选SRP，而两跳范围有多个子节点为候选SRP，则将对比自身的权重和这些候选SRP的权重，选取权重较大者为最终SRP；若这些候选SRP的权重值相等，此时将选取较低层数的祖先节点为最终SRP；如果候选SRP相隔两跳之外则都取为最终SRP。