專利名稱：隨機(jī)分布無線傳感網(wǎng)分簇拓?fù)浣⑴c重建的跨層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂频目鐚訉?shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network, WSN)是當(dāng)前國際上備受關(guān)注的、由多學(xué)科高度交叉的新 興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，在軍事國防、工農(nóng)業(yè)、城市管理、生物 醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險(xiǎn)救災(zāi)、防恐反恐、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制等許多領(lǐng)域都有重要的科研價(jià)值和巨大實(shí)用價(jià) 值，已經(jīng)引起了世界許多國家軍界、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，并成為進(jìn)入2000年以來公認(rèn)的新興前沿 熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，被認(rèn)為是將對二十一世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一，它將會對人類未來的生活方式產(chǎn)生 深遠(yuǎn)影響。
微型傳感器節(jié)點(diǎn)一般采用電池供電使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一大特點(diǎn)是能量受限，為了延長網(wǎng)絡(luò)壽命首 要考慮因素是提高能量效率，使節(jié)點(diǎn)在無需參與網(wǎng)絡(luò)工作或獲取傳感數(shù)據(jù)時(shí)盡量進(jìn)入睡眠狀態(tài)。同時(shí)在網(wǎng) 絡(luò)生存期間，節(jié)點(diǎn)會動態(tài)的加入和離開網(wǎng)絡(luò)，因此要求網(wǎng)絡(luò)具有良好的可擴(kuò)展性。傳感器網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)重 要特點(diǎn)是應(yīng)用特定性，為了提高上傳數(shù)據(jù)信息熵和事件準(zhǔn)確率，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間常需要多類型傳感器、多節(jié)點(diǎn) 協(xié)同信息處理，并要求實(shí)現(xiàn)被監(jiān)測區(qū)域的無縫覆蓋，因此，傳感器網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)布設(shè)密度高，節(jié)點(diǎn)感知信 息具有冗余性等特點(diǎn)。另外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不依賴于固定的基礎(chǔ)設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要求具有自組織能力。
分簇的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)成為無線傳感網(wǎng)研究的重要方向之一。在規(guī)?；臒o線傳感網(wǎng)中，分簇的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)在拓?fù)涔芾?、能量效率、?shù)據(jù)融合與節(jié)點(diǎn)協(xié)同處理方面都具有明顯的優(yōu)勢。分簇的結(jié)構(gòu)將大規(guī)模的 網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，從而降低了拓?fù)涔芾淼碾y度，同時(shí)可以引入節(jié)點(diǎn)睡眠機(jī)制而不影響網(wǎng)絡(luò)連 通性，便于數(shù)據(jù)融合，減少了信道接入的競爭從而提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，對節(jié)點(diǎn)的協(xié)同處理提供了良好的物理 支持。 .
由于簇頭負(fù)擔(dān)了簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合、轉(zhuǎn)發(fā)及簇間路由與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等工作，其能耗遠(yuǎn)高于簇成員節(jié)點(diǎn)，故需 要做簇頭輪換以平衡網(wǎng)絡(luò)的能耗。早期的分簇算法如LEACH與HEED等為采用的是周期性全網(wǎng)重分簇的 方法。這種方法可以獲得每一輪較好的分簇結(jié)構(gòu)，但是網(wǎng)絡(luò)開銷太大，且重分簇與路由重建需要耗費(fèi)的時(shí) 間較長，即網(wǎng)絡(luò)功能中斷時(shí)間長，這在許多應(yīng)用場景中都是難以接受的。近期的研究則提出局部分簇重建 的方法，即在觸發(fā)簇與其鄰居簇范圍內(nèi)啟動重分簇進(jìn)程，尋求網(wǎng)絡(luò)開銷與分簇合理性的平衡，但是，此局 部區(qū)域的節(jié)點(diǎn)在拓?fù)渲亟ㄟ^程中無法承擔(dān)正常的網(wǎng)絡(luò)功能。因此，需要尋找一種方法，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的快速故障檢測與拓?fù)渲亟ǎM量降低對網(wǎng)絡(luò)正常工作的影響，且開銷較小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種隨機(jī)分布無線傳感網(wǎng)分簇拓?fù)浣⑴c重建的跨層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，利用MAC層超幀結(jié) 構(gòu)中的BEACON幀的定期廣播特性，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣⑦^程中，作為NWK層組網(wǎng)過程的入網(wǎng)進(jìn)程的發(fā)起消 息，在網(wǎng)絡(luò)正常工作過程中，作為備份CH節(jié)點(diǎn)的指定消息和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚S護(hù)消息，精簡了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)， 有效降低了控制開銷；同時(shí)，提供一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇焖俦镜刂亟ǖ姆椒ǎ诰W(wǎng)絡(luò)正常工作過程中，CH在簇內(nèi) 選擇合適的CM節(jié)點(diǎn)作為備份CH節(jié)點(diǎn)，其正常工作過程中承擔(dān)CM功能，在CH失效時(shí)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)镃H， 盡量維持網(wǎng)絡(luò)的正常工作不受太大影響。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
A. 節(jié)點(diǎn)身份確定與組網(wǎng)進(jìn)程，包含下列線程
al、信道偵聽線程；節(jié)點(diǎn)初始化后，持續(xù)偵聽信道一定時(shí)間，若接收到簇頭消息，則轉(zhuǎn)入a3，啟動入
網(wǎng)線程，若接收到其他節(jié)點(diǎn)的信息(如Hello消息)，則更新自身鄰居表；
a2、信息交互線程節(jié)點(diǎn)間通過周期性的Hello消息交互自身信息，并以此為依據(jù)競爭簇頭；
a3、節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)線程；未競爭成功的節(jié)點(diǎn)向其鄰居簇頭發(fā)送入網(wǎng)申請以完成分簇組網(wǎng)過程。
B. 網(wǎng)絡(luò)正常工作進(jìn)程
節(jié)點(diǎn)的正常工作時(shí)間以超幀周期為單位，每個(gè)超幀周期包括簇內(nèi)通信時(shí)段、簇間通信時(shí)段及簇內(nèi) 與簇間廣播時(shí)段。CH節(jié)點(diǎn)在每個(gè)超幀的簇內(nèi)廣播時(shí)段在簇內(nèi)廣播BEACON幀，可用做簇內(nèi)時(shí)間同步、簇 成員時(shí)隙分配、備份CH節(jié)點(diǎn)通知等，簇間通信時(shí)段則與鄰居簇頭通信。在此階段，CH需要收集簇成員信 息以選擇合適的備份CH節(jié)點(diǎn)。備份CH節(jié)點(diǎn)的選擇步驟如下
bl、在簇內(nèi)通信時(shí)段，CH節(jié)點(diǎn)啟動備份CH節(jié)點(diǎn)的選舉進(jìn)程，指示所有CM節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶備份CH選
擇所需信息(如節(jié)點(diǎn)的能量、鄰居信息等)到CH節(jié)點(diǎn)；
b2、收集完所需信息后，CH節(jié)點(diǎn)計(jì)算每一個(gè)CM節(jié)點(diǎn)做為備份CH節(jié)點(diǎn)的合格度，選擇最合適的作為 備份CH節(jié)點(diǎn)；
b3、 CH節(jié)點(diǎn)在簇內(nèi)通信時(shí)段通知合格度最高的CM節(jié)點(diǎn)為備份CH節(jié)點(diǎn)，完成備份CH節(jié)點(diǎn)選則任務(wù)。 減少相鄰簇簇內(nèi)通信干擾可通過以下兩種機(jī)制實(shí)現(xiàn)，其一，簇間同步，相鄰簇頭之間的簇內(nèi)時(shí)段
不重疊；其二，簇間不作同步，相鄰簇使用不同的頻道通信。
C. 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程 c.拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程的觸發(fā)
O)CH節(jié)點(diǎn)能量達(dá)到閾值，在簇內(nèi)通信時(shí)段廣播MSG—CLUSTER—REBUILD消息，改變自身身份為UN。
(2) 備份CH:備份CH在檢測到CH失效(n個(gè)周期未收到CH的BEACON幀)，置自身為CH， 在簇內(nèi)通信時(shí)段廣播MSG—CLUSTER—REBUILD消息，啟動拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程；或者在接收到CH的 MSG—CLUSTER—REBUILD消息后，置自身為CH,開始廣播BEACON幀。
(3) CM節(jié)點(diǎn)接收到MSG—CLUSTER_REBUILD消息或者檢測到CH失效的情況下，置自身為UN, 啟動重入網(wǎng)進(jìn)程。
d.執(zhí)行拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程
在拓?fù)渲亟A段，CH節(jié)點(diǎn)仍然維護(hù)超幀周期，定時(shí)廣播BEACON幀，而UN節(jié)點(diǎn)則執(zhí)行重入網(wǎng)進(jìn)程。
本發(fā)明結(jié)合MAC層超幀調(diào)度，實(shí)現(xiàn)分簇拓?fù)涞目焖俳⑴c故障恢復(fù)，在網(wǎng)絡(luò)正常工作階段，簇頭依 據(jù)某種(如節(jié)點(diǎn)能量)或某些信息(如節(jié)點(diǎn)能量、節(jié)點(diǎn)度、鄰居重合度等)在簇內(nèi)選擇備份簇頭節(jié)點(diǎn)， 在簇頭能量達(dá)到閾值或簇頭意外失效的情況下，備份簇頭迅速接替原簇頭成為新的簇頭，并接管大部分原 簇成員節(jié)點(diǎn)，無法接入新簇頭的節(jié)點(diǎn)選擇加入鄰居簇，從而在本地完成拓?fù)渲亟üぷ?，以此盡量減小對網(wǎng) 絡(luò)正常工作的影響，降低組網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)的控制開銷，實(shí)現(xiàn)輕量級高效的無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)。
圖1為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)身份確定與組網(wǎng)進(jìn)程圖。
圖2為網(wǎng)絡(luò)正常工作的超幀結(jié)構(gòu)與控制幀結(jié)構(gòu)圖。
圖3為簇內(nèi)備份簇頭節(jié)點(diǎn)的選擇進(jìn)程圖。
圖4為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲亟ㄓ|發(fā)進(jìn)程圖。
圖5為節(jié)點(diǎn)重入網(wǎng)進(jìn)程圖。
圖6為網(wǎng)絡(luò)故障檢測與拓?fù)渲亟ǖ墓?jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
本發(fā)明提供的一種跨層設(shè)計(jì)的無線傳感網(wǎng)分簇拓?fù)浣⑴c故障恢復(fù)的方法，其具體技術(shù)方案如下所述:
1)節(jié)點(diǎn)身份確定與組網(wǎng)進(jìn)程在分簇的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，存在兩種節(jié)點(diǎn)簇頭(ClusterHead, CH)與簇成員(ClusterMember， CM)。在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的身份是未確定的(Undefined, UN)，以此啟動確定節(jié)點(diǎn)身份進(jìn)程。在本發(fā)明中，提供一種基于多權(quán)值優(yōu)化的簇頭選舉方法，包括下述幾個(gè)線程。
a. 信道偵聽線程。UN節(jié)點(diǎn)持續(xù)偵聽信道 自—個(gè)超幀周期，若接收到鄰居節(jié)點(diǎn)的HELLO消息，則
更新鄰居表，計(jì)算權(quán)值，如果接收到鄰居CH節(jié)點(diǎn)的BEACON幀，則偵聽結(jié)束后設(shè)置自身簇狀態(tài) 為PreCM，否則設(shè)置簇狀態(tài)UN，并啟動消息交互線程；
b. 消息交互線程。該線程持續(xù)"&一個(gè)超幀周期。節(jié)點(diǎn)以時(shí)間間隔7^,。周期性的發(fā)送包含自身權(quán)值 的HELLO消息，若接收到鄰居節(jié)點(diǎn)的HELLO消息，更新鄰居表，更新權(quán)值，更新節(jié)點(diǎn)身份(若 權(quán)值最小則為CH,否則為PreCM),在線程結(jié)束時(shí)，身份為CH的節(jié)點(diǎn)開始廣播BEACON幀， 作為節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)邀請；
c. 節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)線程。在該線程中，PreCM節(jié)點(diǎn)持續(xù)偵聽1個(gè)超幀周期，建立CH表，在下一個(gè)超幀開 始向最佳的CH節(jié)點(diǎn)發(fā)起加入申請，若接收到加入確認(rèn)消息則節(jié)點(diǎn)身份置為CM,完成入網(wǎng)線程， 否則嘗試其他CH，若無CH可加入，置節(jié)點(diǎn)身份為CH，開始廣播BEACON幀。
流程圖如圖1所示。 2)網(wǎng)絡(luò)正常工作進(jìn)程 a.超幀周期結(jié)構(gòu)
節(jié)點(diǎn)的正常工作時(shí)間以超幀周期為單位，以下給出其對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)超幀結(jié)構(gòu)(見圖2)與參數(shù)定義。
(1) 超幀長度rSf
簇間廣播時(shí)段7^、簇間通信時(shí)段7^￡/!、簇內(nèi)廣播時(shí)段7^、簇內(nèi)通信時(shí)段7^^的和。
(2) 簇間廣播時(shí)段長度7^
簇頭廣播簇間同步幀和簇內(nèi)信標(biāo)幀均在指定時(shí)隙內(nèi)完成。
(3) 簇間通信時(shí)段長度7^￡,
簇間通信時(shí)段長度根據(jù)簇內(nèi)數(shù)據(jù)收集速率、簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合因子和最大鄰居簇頭數(shù)目等確 定。簇內(nèi)通信時(shí)段的數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)制如下MAC層數(shù)據(jù)幀以DATA—ACK機(jī)制發(fā)送，應(yīng)用數(shù) 據(jù)幀發(fā)送機(jī)制為RTS-CTS-DATA-ACK。信道接入機(jī)制為CSMA-CA,假定初始退避時(shí)間窗為 ，該值由最小退避指數(shù)S￡mi 和單位退避時(shí)間間隔ruw計(jì)算得到，計(jì)算公式為 = p0W(2,Mmin)-1 ,假設(shè)最大退避指數(shù)朋_ ，則有CWraax =戶w(2，服艦)-l 。最大退避次
數(shù)為WB ，則宣布信道接入失敗最大耗費(fèi)時(shí)間7>可用如下公式表示:7> =(4) 簇內(nèi)通信時(shí)段長度7^^
簇內(nèi)通信時(shí)段長度根據(jù)簇內(nèi)數(shù)據(jù)收集速率和超幀長度確定。簇內(nèi)通信時(shí)段劃分為N個(gè)時(shí) 隙，每個(gè)時(shí)隙長度為7^。〃總時(shí)隙數(shù)目為競爭時(shí)隙數(shù)和調(diào)度接入時(shí)隙數(shù)之和。有如下關(guān)系式成
(5) 簇內(nèi)廣播時(shí)段的超幀偏移量7^F^
簇內(nèi)廣播時(shí)段在當(dāng)前超幀起始時(shí)刻開始的時(shí)間偏移量為r。f^"有7^^^=7^ + 7; ^
b. 減少相鄰簇簇內(nèi)通信干擾機(jī)制 減少相鄰簇簇內(nèi)通信干擾可通過以下兩種機(jī)制實(shí)現(xiàn)，其一，簇間同步，相鄰簇頭之間的簇內(nèi)時(shí)段
不重疊；其二，簇間不作同步，相鄰簇使用不同的頻道通信。
c. 備份CH的選擇
由CH節(jié)點(diǎn)啟動備份CH節(jié)點(diǎn)的選舉進(jìn)程。CH節(jié)點(diǎn)指示所有CM節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶能量、鄰居節(jié)點(diǎn)信 息的控制幀到CH節(jié)點(diǎn)，CH節(jié)點(diǎn)計(jì)算每一個(gè)CM節(jié)點(diǎn)作為備份CH節(jié)點(diǎn)的合格度，CH節(jié)點(diǎn)在簇內(nèi)通 信時(shí)段向合格度最高的CM節(jié)點(diǎn)發(fā)送指示幀，CM節(jié)點(diǎn)應(yīng)答，完成備份CH節(jié)點(diǎn)選則任務(wù)。其流程圖 如圖3。在本發(fā)明中，指示幀功能由BEACON幀實(shí)現(xiàn)。
3)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程
由于備份CH節(jié)點(diǎn)的存在，網(wǎng)絡(luò)在故障發(fā)生需要輪換簇頭時(shí)不需要重新作信息交互與簇頭競爭，減 少了網(wǎng)絡(luò)開銷，同時(shí)較少影響故障周邊網(wǎng)絡(luò)的正常工作。
a. 拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程的觸發(fā)
(1) CH節(jié)點(diǎn)..能量達(dá)到閾值，在簇內(nèi)通信時(shí)段廣播MSG—CLUSTER—REBUILD消息，改變自身 身份為UN。
(2) 備份CH:備份CH在檢測到CH失效(n個(gè)周期未收到CH的BEACON幀)，置自身為CH， 在簇內(nèi)通信時(shí)段廣播MSG一CLUSTER一REBUILD消息，啟動拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程；或者在接收到CH的 MSG—CLUSTER_REBUILD消息后，置自身為CH，開始廣播BEACON幀。
(3) CM節(jié)點(diǎn)接收到MSG_CLUSTER_REBUILD消息或者檢測到CH失效的情況下，置自身為UN， 啟動重入網(wǎng)進(jìn)程。
進(jìn)程步驟如圖4所示。
b. 執(zhí)行拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程
在拓?fù)渲亟A段，CH節(jié)點(diǎn)仍然維護(hù)超幀周期，定時(shí)廣播BEACON幀，而UN節(jié)點(diǎn)則執(zhí)行重入網(wǎng) 進(jìn)程，如圖5所示。以上描述的僅是本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并非局限于上述具體實(shí)施例，凡本領(lǐng)域 技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所做出的顯而易見的改動均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種隨機(jī)分布無線傳感網(wǎng)分簇拓?fù)浣⑴c重建的跨層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于它包括A.節(jié)點(diǎn)身份確定與組網(wǎng)進(jìn)程，包含下列線程a1、信道偵聽線程；節(jié)點(diǎn)初始化后，持續(xù)偵聽信道一定時(shí)間，若接收到簇頭消息，則轉(zhuǎn)入a3，啟動入網(wǎng)線程，若接收到其他節(jié)點(diǎn)的信息，則更新自身鄰居表；a2、信息交互線程節(jié)點(diǎn)間通過周期性的Hello消息交互自身信息，并以此為依據(jù)競爭簇頭；a3、節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)線程；未競爭成功的節(jié)點(diǎn)向其鄰居簇頭發(fā)送入網(wǎng)申請以完成分簇組網(wǎng)過程；B.網(wǎng)絡(luò)正常工作進(jìn)程節(jié)點(diǎn)的正常工作時(shí)間以超幀周期為單位，每個(gè)超幀周期包括簇內(nèi)通信時(shí)段、簇間通信時(shí)段及簇內(nèi)與簇間廣播時(shí)段；CH節(jié)點(diǎn)在每個(gè)超幀的簇內(nèi)廣播時(shí)段在簇內(nèi)廣播BEACON幀，可用做簇內(nèi)時(shí)間同步、簇成員時(shí)隙分配、備份CH節(jié)點(diǎn)通知等，簇間通信時(shí)段則與鄰居簇頭通信；在此階段，CH需要收集簇成員信息以選擇合適的備份CH節(jié)點(diǎn)；C.網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程，包括a.拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程的觸發(fā)(1)CH節(jié)點(diǎn)能量達(dá)到閾值，在簇內(nèi)通信時(shí)段廣播MSG_CLUSTER_REBUILD消息，改變自身身份為UN。(2)備份CH備份CH在檢測到CH失效(n個(gè)周期未收到CH的BEACON幀)，置自身為CH，在簇內(nèi)通信時(shí)段廣播MSG_CLUSTER_REBUILD消息，啟動拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程；或者在接收到CH的MSG_CLUSTER_REBUILD消息后，置自身為CH，開始廣播BEACON幀。(3)CM節(jié)點(diǎn)接收到MSG_CLUSTER_REBUILD消息或者檢測到CH失效的情況下，置自身為UN，啟動重入網(wǎng)進(jìn)程；b.執(zhí)行拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程在拓?fù)渲亟A段，CH節(jié)點(diǎn)仍然維護(hù)超幀周期，定時(shí)廣播BEACON幀，而UN節(jié)點(diǎn)則執(zhí)行重入網(wǎng)進(jìn)程。
2、如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)分布無線傳感網(wǎng)分簇拓?fù)浣⑴c重建的跨層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于備份CH節(jié)點(diǎn)的選擇步驟如下bl、在簇內(nèi)通信時(shí)段，CH節(jié)點(diǎn)啟動備份CH節(jié)點(diǎn)的選舉進(jìn)程，指示所有CM節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶備份CH 選擇所需信息(如節(jié)點(diǎn)的能量、鄰居信息等)到CH節(jié)點(diǎn)；b2、收集完所需信息后，CH節(jié)點(diǎn)計(jì)算每一個(gè)CM節(jié)點(diǎn)做為備份CH節(jié)點(diǎn)的合格度，選擇最合適的 作為備份CH節(jié)點(diǎn)；b3、 CH節(jié)點(diǎn)在簇內(nèi)通信時(shí)段通知合格度最高的CM節(jié)點(diǎn)為備份CH節(jié)點(diǎn)，完成備份CH節(jié)點(diǎn)選則 任務(wù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隨機(jī)分布無線傳感網(wǎng)分簇拓?fù)浣⑴c重建的跨層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明結(jié)合MAC層超幀調(diào)度實(shí)現(xiàn)分簇拓?fù)涞目焖俳⑴c故障恢復(fù)；拓?fù)渲亟ㄓ|發(fā)依據(jù)不同情況，或由簇頭廣播重建消息，或由備份簇頭檢測故障后廣播重建消息，以啟動拓?fù)渲亟ㄟM(jìn)程。本發(fā)明通過網(wǎng)絡(luò)層與媒體接入層的跨層設(shè)計(jì)，精簡網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞目焖僦亟ǎM量減小對網(wǎng)絡(luò)正常工作的影響，降低組網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)的控制開銷，實(shí)現(xiàn)輕量級高效的無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)。
文檔編號H04L12/56GK101286829SQ20081006003
公開日2008年10月15日 申請日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者劉海濤, 姚道遠(yuǎn), 杰 沈, 奎 馬, 黃河清 申請人:中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心