[发明专利]一种无线传感器网络中多属性查询方法

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络中多属性查询方法，包括以下步骤(1)根据用户需求设定查询区域和查询属性；(2)基于索引树初始化查询节点为根节点；(3)根据倒排文件判断该节点是否包含所需查询的传感器，如果不包含则在该节点的查询结束，如果最开始查询的根节点就不包含所需查询属性的传感器，则直接退出查询，返回结果为空；如果包含所需查询的传感器，再判断该节点是否为叶节点，如果是，则将查询到的传感器数据写入查询结果集，如果不为叶节点，则继续查询该节点的左右孩子节点，以左右孩子节点作为查询节点，继续查询操作；(4)返回查询结果集，即得到所需查询区域内的所需查询属性的传感器数据。本发明能量消耗小且查询效率高。

主权项

1.一种无线传感器网络中多属性查询方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)根据用户需求设定查询区域和查询属性；(2)基于构造的索引树，初始化查询节点为根节点；(3)根据倒排文件判断该节点是否包含所需查询的传感器，如果不包含则在该节点的查询结束，如果最开始查询的根节点就不包含所需查询属性的传感器，则直接退出查询，返回结果为空；如果包含所需查询的传感器，再判断该节点是否为叶节点，如果是，则将查询到的传感器数据写入查询结果集，如果不为叶节点，则继续查询该节点的左右孩子节点，以左右孩子节点作为查询节点，继续查询操作；(4)返回所述查询结果集，即得到所需查询区域内的所需查询属性的传感器数据；步骤(2)中，所述索引树的构造方法如下：(2‑1)定义传感器节点类和网格单元类：所述传感器节点类包括节点横纵坐标和属性，所述属性即为该传感器节点所感知的信息属性；所述网格单元类包括该网格内的传感器节点集合和倒排文件；(2‑2)网格化传感器网络区域：将整个传感器分布的区域划分为等大小的网格，所述网格都是正方形，并且网格的边长都是r是传感器节点与传感器节点间可交流信息的半径长度；(2‑3)采用一个二维矩阵来表示网格矩阵；(2‑4)构造索引树的树节点类；(2‑5)选择树节点的头结点：为每一个树节点选择头结点来进行数据的聚合和查询的传递，选择最接近聚簇几何中心位置的传感器节点最大的优先权成为头结点；(2‑6)树节点合并：依次计算相邻节点间的权值，不断进行合并，形成索引树根节点；(2‑7)构造索引树：将合并节点和头结点的选择过程一直循环到形成索引树的根节点，从而得到该索引树；步骤(2‑3)中，采用一个二维矩阵来表示网格矩阵的方法如下：设pi代表不同的传感器节点，网格数组中的每个网格都包含有不同数量的一种或者多种属性传感器节点，遍历每个网格中所包含的传感器节点，建立每个网格关于传感器属性的倒排文件；用不同的形状来代表不同属性的传感器节点，总共有a1,a2,a3三种属性的传感器节点，分别对应着矩形、圆形和三角形节点；对应于不同网格划分的网格倒排文件表，其中第一列代表网格ID，是由网格矩阵的行row及列col，和网格矩阵的列数cols来计算的，即ID＝row×cols+col，第二列是网格在网格矩阵中的坐标，第三列则是对应于每个网格的倒排文件，它由一系列的条目组成，每个条目都包括属性，标记a，属性a的频率，属性为a的传感器节点序列；步骤(2‑4)中，所述索引树的树节点类构造方法如下：每个树节点包括其自身的Id、父节点、子节点、倒排文件、头结点，初始叶节点父节点和子节点为空，自身Id即为其网格的Id，倒排文件即构成它的网格的倒排文件；由具有倒排文件和网格编号ID的网格集合构造该索引树的初始叶节点，此时树节点的数目即叶子节点的数目，即整个领域中划分网格的数量；步骤(2‑6)中，节点相邻，即两个节点中存在相邻的网格，网格相邻即两个网格处于地理位置上的相邻，拥有相同的一个网格边；然后选取相邻节点间具有最大的权值的两个节点，合并合成新的节点，并将该两个节点设为新节点的孩子节点，新节点设为该两节点的父亲节点，新节点的倒排文件也是由该两节点的倒排文件进行合并而得。