[发明专利]基于数据命名为中心的无线传感器网络异步休眠调度方法

摘要

本发明公开了一种基于数据命名为中心的无线传感器网络异步休眠调度方法,本发明的基本思路是：无线传感器网络中命名数据网络框架的实现，网络环境的部署，interest请求包进行下发请求，Data信息包进行回传，节点周期性的进行休眠调度并执行重传机制。该网络结构可以统一多种不同速率的传感器网络，并且能够提供对应的异步休眠调度策略，以达到能够大规模、野外部署，和减少电池能量消耗的目的。

主权项

1.一种基于数据命名为中心的无线传感器网络异步休眠调度方法，其特征在于，所述的网络中所有节点随机分布于一个三维空间中，汇聚节点位于中间位置且只有一个；该网络在节点中构建数据仓库、转发信息仓库和等待数据返回路径表，节点之间传递的数据包包括请求包和信息包，所述的调度方法包括以下步骤：步骤一，路由建立及请求数据阶段：步骤S10，汇聚节点发出请求包；步骤S11，节点1判断是否收到请求包，如果收到则执行步骤S12；步骤S12，在节点1的数据仓库中查询，查看请求包是否在其中已经存在，如果查询成功则执行步骤S13，否则执行步骤S14；步骤S13，节点1直接回传给汇聚节点数据，执行步骤S30；步骤S14，节点1在等待数据返回路径表中查询，查看请求包是否在其中已经存在，如果查询成功，则执行步骤S15，否则执行步骤S16；步骤S15，节点1将收到的请求包中存储的上一跳节点号存入等待数据返回路径表中，路由建立结束；步骤S16，节点1在转发信息仓库中查询，查看请求包是否在其中已经存在，如果查询成功，则执行步骤S17，否则执行步骤S18；步骤S17，节点1根据请求包在转发信息仓库中对应的节点号，对该请求包进行转发，路由建立结束；步骤S18，将请求包添加到转发信息仓库中，执行步骤S19；步骤S19，节点1广播发送请求包，等待任意一个确认包的返回；步骤S110，若有任何一个节点返回确认包，则将返回的确认包中的节点号存入转发信息仓库中，路由建立结束；否则执行步骤S111；步骤S111，若没有节点返回确认包，则进行重传；节点1等待1s后，执行步骤S18；步骤二，休眠调度阶段步骤S20，节点1唤醒状态持续3s，若接收到请求包则执行步骤S21，若接收到信息包，则执行步骤S23，若未接收到任何包，进行随机的一段时间等待后进入休眠状态，并执行步骤S25；步骤S21，节点1收到请求包后，若在节点1中完成请求包的处理过程，则处理完成后，进行随机一段时间的等待，如在等待过程中没有收到任何包，则节点1进入休眠状态，执行步骤S25；若节点1未完成请求包的处理，则执行步骤S22；步骤S22，节点1等待自己发出的请求包后的确认包返回，若接收到确认包，则将确认包中的信息存储在转发信息仓库中；若没有收到确认包，则执行步骤S23；处理完成后，进行一段时间的等待，若没收到任何包，则进入休眠状态，执行步骤S25；步骤S23，如节点1没有收到确认包，则进行重传处理，重传每1s进行1次，共进行3次；若在3次重传中任何一次有确认包的返回，则完成处理，进入休眠状态，执行步骤S25；步骤S24，节点1收到其下一跳节点2发来的信息包，在等待数据返回路径表中查询该信息包对应的请求包，若查询到，则将信息包进行回传并存储在节点1的数据仓库中，若未查询到则丢弃信息包，整个过程完成；处理完成后，进行随机的一段时间等待，若未收到任何包，则进入休眠状态，执行步骤S25；步骤S25，节点处于通信模块关闭状态，休眠3s；休眠结束后，执行步骤S20，进入下一个休眠周期；步骤三，信息包回传阶段节点进行信息包回传的具体步骤如下：步骤S30，节点1将接收到的请求包与数据仓库中的每一项进行匹配查询，如查询到则执行步骤S31，否则执行S37；步骤S31，节点1将查询到与请求包对应的数据进行打包处理，生成信息包并回传给节点1的下一跳节点2，且等待确认包的返回；执行步骤S32；步骤S32，若节点2收到信息包，则查询节点2的等待数据返回路径表中是否存在此信息包对应的部分，如果存在，则执行步骤S33，否则执行步骤S37；步骤S33，节点2回传给节点1确认包，执行步骤S34，否则执行步骤S36；步骤S34，节点2将接收到的信息包存入其数据仓库中，执行步骤S35；步骤S35，节点2将接收到的信息包回传给此节点的下一跳节点，重复步骤S32至S35，直至下一跳节点为汇聚节点位置，此时执行步骤S37；步骤S36，若下一跳节点在重传时间1s内未返回确认包，则信息包发送节点执行步骤S21；步骤S37，信息包回传结束。