專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高鄰接度資源搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高鄰接度資源搜索方 法。
背景技術(shù)：
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)包含大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以是具有無(wú)線(xiàn)通信模 塊的設(shè)備如用于環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、車(chē)載計(jì)算機(jī)、手機(jī)、PDA等)，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的資源 分布存儲(chǔ)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上。基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用常需要能夠?qū)Y源搜索請(qǐng)求進(jìn)行響 應(yīng)。針對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)提出資源搜索請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)需要能夠按照某種 消息傳遞策略將資源搜索請(qǐng)求傳達(dá)到擁有被搜索資源的節(jié)點(diǎn)。為解決資源搜索請(qǐng)求在個(gè)網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的傳遞問(wèn)題，需要有一種好的資源搜索傳遞策略，使得能夠在盡可能少次數(shù)的節(jié) 點(diǎn)間的消息傳遞，將資源搜索請(qǐng)求傳遞到盡量多的擁有被搜索資源的節(jié)點(diǎn)上，從而為提出 資源搜索請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)返回盡可能多的資源匹配成功的響應(yīng)。目前最簡(jiǎn)單直觀的資源搜索請(qǐng) 求是資源搜索請(qǐng)求提出節(jié)點(diǎn)向周?chē)従庸?jié)點(diǎn)使用洪泛的方法廣播資源搜索請(qǐng)求，這種洪泛 的廣播方法能夠以最快的速度定位網(wǎng)絡(luò)中所有含有被請(qǐng)求資源的節(jié)點(diǎn)，但消耗的消息量最 大。另一種隨機(jī)路由單播方法是每次從鄰居節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行消息的傳遞，直到 將資源搜索請(qǐng)求傳遞到一個(gè)知道被請(qǐng)求資源地址的節(jié)點(diǎn)上。該方法相對(duì)于洪泛法能夠大幅 度減少消息傳遞，但能夠成功定位被請(qǐng)求資源的概率較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高鄰接度資源搜索方 法，該方法設(shè)計(jì)了一種單播策略，實(shí)現(xiàn)了資源搜索策略。本發(fā)明的技術(shù)方案為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高鄰接度資源搜索方法，所述搜索方法對(duì) 于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)包含的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置鄰接表和數(shù)據(jù)庫(kù)，所述鄰接表包括節(jié)點(diǎn)ID和節(jié)點(diǎn) 鄰接度，所述節(jié)點(diǎn)鄰接度為記錄本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前能夠與自己直接通信的鄰近節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述搜 索方法的資源搜索步驟為1)提出資源搜索查詢(xún)的節(jié)點(diǎn)(源節(jié)點(diǎn))首先查詢(xún)節(jié)點(diǎn)自身數(shù)據(jù)庫(kù)是否存儲(chǔ)有被查詢(xún)資源，若有則向提出資源搜索請(qǐng)求的 用戶(hù)返回資源地址；然后源節(jié)點(diǎn)檢查自己的鄰接表是否為空，若不為空，則將自己的節(jié)點(diǎn)標(biāo) 識(shí)(ID)及鄰接表中的所有節(jié)點(diǎn)ID組成的集合記為T(mén)id，將集合Tid加入資源搜索消息；最后 源節(jié)點(diǎn)從其鄰接表中選擇具有最大鄰接度和最大ID號(hào)(設(shè)ID號(hào)無(wú)重復(fù))的節(jié)點(diǎn)，向其發(fā) 送一個(gè)資源搜索消息，所述資源搜索消息包含集合Tid ；2)假設(shè)節(jié)點(diǎn)Y從節(jié)點(diǎn)X發(fā)來(lái)資源搜索消息，節(jié)點(diǎn)Y首先查詢(xún)自身數(shù)據(jù)庫(kù)是否存儲(chǔ) 有被查詢(xún)資源，若有則向提出資源搜索請(qǐng)求的用戶(hù)返回資源地址；3)節(jié)點(diǎn)Y將收到的資源搜索消息中包含的上一跳節(jié)點(diǎn)(X)的Tid值為X. Tid，節(jié)點(diǎn) Y創(chuàng)建自己的下一跳節(jié)點(diǎn)集Tnext = Tid-X. Tid)；
4)節(jié)點(diǎn)Y檢查自己的下一跳節(jié)點(diǎn)集Tnext是否空集，若是，則丟棄該資源搜索消息， 停止資源搜索過(guò)程；否則，節(jié)點(diǎn)Y將自己的Tid加入資源搜索消息，節(jié)點(diǎn)Y根據(jù)自己的鄰接 表，從Tmxt中選擇具有最大鄰接度和最大ID號(hào)的節(jié)點(diǎn)，向其發(fā)送包含集合Y. Tid的資源搜索 消息；5)所有收到資源搜索消息的節(jié)點(diǎn)都按照第2步開(kāi)始的過(guò)程執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。所述節(jié)點(diǎn)鄰接表能夠初始化，其步驟為1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Hello”消息；2)收到“Hello”消息的節(jié)點(diǎn)將自身鄰接度增1 ；3)每個(gè)節(jié)點(diǎn)得到鄰接度值后，向其鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“degree-info”消息，告知鄰居 自己當(dāng)前的鄰接度取值；4)節(jié)點(diǎn)收到“degree-info”消息后，將收到的消息中所包含的節(jié)點(diǎn)ID及相應(yīng)的鄰 接度添加到自己的鄰接表中。所述節(jié)點(diǎn)鄰接表設(shè)置有兩個(gè)處理方法1)新節(jié)點(diǎn)加入的處理首先，新加入節(jié)點(diǎn)(設(shè)其為χ)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Hello”消息；其次，收到“Hello”消息的節(jié)點(diǎn)(設(shè)其為y)將自身鄰接度增1，然后，向其鄰居節(jié) 點(diǎn)發(fā)送“degree-info”消息(包含節(jié)點(diǎn)y的ID及相應(yīng)鄰接度記錄)；最后，收到“degree-info”消息的節(jié)點(diǎn)根據(jù)消息中的節(jié)點(diǎn)ID(y)查找鄰接表，若鄰 接表中不存在節(jié)點(diǎn)ID為y的記錄則按照“degree-info”消息內(nèi)容添加一條節(jié)點(diǎn)ID為y的 記錄，若存在節(jié)點(diǎn)ID為y的記錄則按照“degree-info”消息內(nèi)容更新相應(yīng)的鄰接度值。2)舊節(jié)點(diǎn)的退出處理首先，舊節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Quit”消息；其次，收到“Quit”消息的節(jié)點(diǎn)將自身鄰接度減1，同時(shí)將自己的鄰接表的相應(yīng)條 目刪除。本發(fā)明具有如下有益效果1)本發(fā)明能夠在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)WSNs中的任何節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，以盡可能少的消息傳 遞，搜索到盡可能多的資源。2)本發(fā)明用盡可能少的節(jié)點(diǎn)間的消息傳遞，將資源搜索節(jié)點(diǎn)提出的搜索請(qǐng)求傳遞 到鄰居數(shù)最多的節(jié)點(diǎn)上。3)深度搜索算法使用盡可能少的消息傳遞，將資源搜索請(qǐng)求傳遞到距離資源搜 索節(jié)點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)上。


圖1表示本發(fā)明從源節(jié)點(diǎn)出發(fā)按照本發(fā)明所述方法進(jìn)行的一次資源搜索路徑的 示意圖。圖中，1.網(wǎng)絡(luò)中的一般的節(jié)點(diǎn)；2.表示搜索路徑。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。
參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明包含網(wǎng)絡(luò)中的一般的節(jié)點(diǎn)1和本算法的搜索路徑2。每個(gè)節(jié) 點(diǎn)在進(jìn)行資源搜索前必須維護(hù)以下變量鄰接度記錄本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前能夠與自己直接通信的鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，初始值為“0”鄰接表鄰接表模式為 < 鄰居節(jié)點(diǎn)ID，鄰接度 >，用來(lái)記錄本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的所有鄰居 節(jié)點(diǎn)ID及對(duì)應(yīng)鄰接度的取值，初始值為空集本方法由以下三種操作組成一、鄰接表初始化操作1、每個(gè)節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Hello”消息；2、收到“Hello”消息的節(jié)點(diǎn)將自身鄰接度增1。3、每個(gè)節(jié)點(diǎn)得到鄰接度值后，向其鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“degree-info”消息，告知鄰居自 己當(dāng)前的鄰接度取值；4、節(jié)點(diǎn)收到“degree-info”消息后，將收到的消息中所包含的節(jié)點(diǎn)ID及相應(yīng)的鄰 接度添加到自己的鄰接表中。二、鄰接表維護(hù)過(guò)程1、新節(jié)點(diǎn)加入處理1)新加入節(jié)點(diǎn)(設(shè)其為χ)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Hello”消息；2)收到“Hello”消息的節(jié)點(diǎn)(設(shè)其為y)將自身鄰接度增1，然后，向其鄰居節(jié)點(diǎn) 發(fā)送“degree-info”消息(包含節(jié)點(diǎn)y的ID及相應(yīng)鄰接度記錄)；3)收到“degree-info”消息的節(jié)點(diǎn)根據(jù)消息中的節(jié)點(diǎn)ID(y)查找鄰接表，若鄰接 表中不存在節(jié)點(diǎn)ID為y的記錄則按照“degree-info”消息內(nèi)容添加一條節(jié)點(diǎn)ID為y的記 錄，若存在節(jié)點(diǎn)ID為y的記錄則按照“degree-info”消息內(nèi)容更新相應(yīng)的鄰接度值。2、舊節(jié)點(diǎn)退出處理1)舊節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Quit”消息；2)收到“Quit”消息的節(jié)點(diǎn)將自身鄰接度減1，同時(shí)將自己的鄰接表的相應(yīng)條目刪除。三、分布式資源搜索過(guò)程1)提出資源搜索查詢(xún)的節(jié)點(diǎn)(源節(jié)點(diǎn))首先查詢(xún)自身數(shù)據(jù)庫(kù)是否存儲(chǔ)有被查詢(xún) 資源，若有則向提出資源搜索請(qǐng)求的用戶(hù)返回資源地址；然后源節(jié)點(diǎn)檢查自己的鄰接表是 否為空，若不為空，則將自己的ID及鄰接表中的所有節(jié)點(diǎn)ID組成的集合記為T(mén)id，將集合Tid 加入資源搜索消息；最后源節(jié)點(diǎn)從其鄰接表中選擇具有最大鄰接度和最大ID號(hào)(設(shè)ID號(hào) 無(wú)重復(fù))的節(jié)點(diǎn)，向其發(fā)送資源搜索消息(包含集合Tid)；2)假設(shè)節(jié)點(diǎn)Y從節(jié)點(diǎn)X發(fā)來(lái)的資源搜索消息，節(jié)點(diǎn)Y首先查詢(xún)自身數(shù)據(jù)庫(kù)是否存 儲(chǔ)有被查詢(xún)資源，若有則向提出資源搜索請(qǐng)求的用戶(hù)返回資源地址； 3)節(jié)點(diǎn)Y將自己的ID及鄰接表中的所有節(jié)點(diǎn)ID組成的集合記為T(mén)id，節(jié)點(diǎn)Y將收 到的資源搜索消息中包含的上一跳節(jié)點(diǎn)⑴的Tid值為X. Tid，節(jié)點(diǎn)Y創(chuàng)建自己的下一跳節(jié)
點(diǎn)集 Tnext ( — Tid~X. Tid)； 4)節(jié)點(diǎn)Y檢查自己的下一跳節(jié)點(diǎn)集Tmxt是否空集，若是，則丟棄該資源搜索消息， 停止資源搜索過(guò)程；否則，節(jié)點(diǎn)Y將自己的Tid加入資源搜索消息，節(jié)點(diǎn)Y根據(jù)自己的鄰接 表，從Tmxt中選擇具有最大鄰接度和最大ID號(hào)的節(jié)點(diǎn)，向其發(fā)送資源搜索消息(注意該消息中包含集合Y. Tid)；5)從這以后，所有收到資源搜索消息的節(jié)點(diǎn)都按照第2步開(kāi)始的過(guò)程執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。本發(fā)明所述搜索方法用盡可能少節(jié)點(diǎn)間的消息傳遞，將資源搜索節(jié)點(diǎn)提出的搜索 請(qǐng)求傳遞到鄰居數(shù)最多的節(jié)點(diǎn)上；使用盡可能少的消息傳遞，將資源搜索請(qǐng)求傳遞到距離 資源搜索節(jié)點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)上。
權(quán)利要求
1.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高鄰接度資源搜索方法，所述搜索方法對(duì)于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)包含的 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置鄰接表和數(shù)據(jù)庫(kù)，所述鄰接表包括節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)(ID)和節(jié)點(diǎn)鄰接度，所述節(jié)點(diǎn)鄰 接度為記錄本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前能夠與自己直接通信的鄰近節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，所述搜索方法的資源搜索步 驟為1)提出資源搜索查詢(xún)的節(jié)點(diǎn)(源節(jié)點(diǎn))首先查詢(xún)節(jié)點(diǎn)自身數(shù)據(jù)庫(kù)是否存儲(chǔ)有被查詢(xún)資源，若有則向提出資源搜索請(qǐng)求的用戶(hù) 返回資源地址；然后源節(jié)點(diǎn)檢查自己的鄰接表是否為空，若不為空，則將自己的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí) (ID)及鄰接表中的所有節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)(ID)組成的集合記為T(mén)id，將集合Tid加入資源搜索消息； 最后源節(jié)點(diǎn)從其鄰接表中選擇具有最大鄰接度和最大ID號(hào)(設(shè)ID號(hào)無(wú)重復(fù))的節(jié)點(diǎn)，向 其發(fā)送一個(gè)資源搜索消息，所述資源搜索消息包含集合Tid ；2)假設(shè)節(jié)點(diǎn)Y從節(jié)點(diǎn)X發(fā)來(lái)資源搜索消息，節(jié)點(diǎn)Y首先查詢(xún)自身數(shù)據(jù)庫(kù)是否存儲(chǔ)有被 查詢(xún)資源，若有則向提出資源搜索請(qǐng)求的用戶(hù)返回資源地址；3)節(jié)點(diǎn)Y將收到的資源搜索消息中包含的上一跳節(jié)點(diǎn)⑴的Tid值為X.Tid，節(jié)點(diǎn)Y創(chuàng) 建自己的下一跳節(jié)點(diǎn)集Tnext = Tid-X. Tid)；4)節(jié)點(diǎn)Y檢查自己的下一跳節(jié)點(diǎn)集Tmxt是否空集，若是，則丟棄該資源搜索消息，停止 資源搜索過(guò)程；否則，節(jié)點(diǎn)Y將自己的Tid加入資源搜索消息，節(jié)點(diǎn)Y根據(jù)自己的鄰接表，從 Tnext中選擇具有最大鄰接度和最大ID號(hào)的節(jié)點(diǎn)，向其發(fā)送包含集合Y. Tid的資源搜索消息；5)所有收到資源搜索消息的節(jié)點(diǎn)都按照第2步開(kāi)始的過(guò)程執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高鄰接度資源搜索方法，其特征在于所述 節(jié)點(diǎn)鄰接表能夠初始化，其步驟為1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Hello”消息；2)收到“Hello”消息的節(jié)點(diǎn)將自身鄰接度增1；3)每個(gè)節(jié)點(diǎn)得到鄰接度值后，向其鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“degree-info”消息，告知鄰居自己 當(dāng)前的鄰接度取值；4)節(jié)點(diǎn)收到“degree-info”消息后，將收到的消息中所包含的節(jié)點(diǎn)ID及相應(yīng)的鄰接度 添加到自己的鄰接表中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高鄰接度資源搜索方法，其特征在于所述 節(jié)點(diǎn)鄰接表設(shè)置有兩個(gè)處理方法1)新節(jié)點(diǎn)加入的處理首先，新加入節(jié)點(diǎn)(設(shè)其為χ)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Hello”消息；其次，收到“Hello”消息的節(jié)點(diǎn)(設(shè)其為y)將自身鄰接度增1，然后，向其鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā) 送“degree-info，，消息(包含節(jié)點(diǎn)y的ID及相應(yīng)鄰接度記錄)；最后，收到“degree-info”消息的節(jié)點(diǎn)根據(jù)消息中的節(jié)點(diǎn)ID(y)查找鄰接表，若鄰接表 中不存在節(jié)點(diǎn)ID為y的記錄則按照“degree-info”消息內(nèi)容添加一條節(jié)點(diǎn)ID為y的記錄， 若存在節(jié)點(diǎn)ID為y的記錄則按照“degree-info”消息內(nèi)容更新相應(yīng)的鄰接度值；2)舊節(jié)點(diǎn)的退出處理首先，舊節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送“Quit”消息；其次，收到“Quit”消息的節(jié)點(diǎn)將自身鄰接度減1，同時(shí)將自己的鄰接表的相應(yīng)條目刪除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高鄰接度資源搜索方法，所述搜索方法對(duì)于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)包含的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置鄰接表和數(shù)據(jù)庫(kù)，所述鄰接表包括節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)(ID)和節(jié)點(diǎn)鄰接度，所述節(jié)點(diǎn)鄰接度為記錄本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前能夠與自己直接通信的鄰近節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，本發(fā)明用盡可能少的節(jié)點(diǎn)間的消息傳遞，將資源搜索節(jié)點(diǎn)提出的搜索請(qǐng)求傳遞到鄰居數(shù)最多的節(jié)點(diǎn)上。本發(fā)明提出的算法能使用盡可能少的消息傳遞，將資源搜索請(qǐng)求傳遞到距離資源搜索節(jié)點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)上。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102075974SQ20111000327
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者張俊虎 申請(qǐng)人:張俊虎