一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法，所述無線傳感器網(wǎng)絡包括全功能節(jié)點和部分功能節(jié)點兩類傳感器節(jié)點；所述無線傳感器網(wǎng)絡劃分為兩個以上二維的正方形邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域的面積為l×l平方米，每個邏輯區(qū)域由坐標（x,y）標識，其中l(wèi)為正整數(shù)，x，y為非負整數(shù)；傳感器節(jié)點通過它的定位坐標(Lx,Ly)計算它所在邏輯區(qū)域的坐標（x,y）。本發(fā)明中傳感器節(jié)點具有體積小、價格低廉、易于布置、易于維護等特點，而互聯(lián)網(wǎng)具有地理位置覆蓋廣泛，使用方便，界面友好、費用低廉等特點，因此，本發(fā)明具有很高的推廣價值。
【專利說明】一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種路由通信的實現(xiàn)系統(tǒng)，尤其涉及的是一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線傳感器網(wǎng)絡的廣泛應用及基于IPv6互聯(lián)網(wǎng)絡的成熟和發(fā)展，下一代無線傳感器網(wǎng)絡已成為未來發(fā)展的必然趨勢。隨著用戶對移動業(yè)務需求的不斷增長，下一代無線傳感器網(wǎng)絡只有提供良好的移動性支持，才能使其獲得更大地應用空間。目前，IPv6中典型的路由通信協(xié)議應用到下一代無線傳感器網(wǎng)絡中還存在一些問題，主要原因為如下:
[0003]1)現(xiàn)有路由通信中，移動傳感器節(jié)點需要發(fā)送和接收大量的控制信息來確保移動過程中的通信暢通，減少數(shù)據(jù)包的丟失，而傳輸控制信息會消耗大量的能量，這會大幅度縮減傳感器節(jié)點的壽命；
[0004]2)現(xiàn)有路由通信協(xié)議都是基于網(wǎng)絡層實現(xiàn)的，即每個控制信息數(shù)據(jù)包都需要包括IPv6包頭，這對資源有限的傳感器節(jié)點來說會造成不小的開銷，同樣會縮短傳感器節(jié)點的壽命。
[0005]因此針對資源有限的下一代無線傳感器網(wǎng)絡需要建立一種低開銷的路由通信方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法。
[0007]技術(shù)方案:本發(fā)明公開了一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述無線傳感器網(wǎng)絡包括全功能節(jié)點和部分功能節(jié)點兩類傳感器節(jié)點；所述無線傳感器網(wǎng)絡劃分為兩個以上二維的正方形邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域的面積為1X1平方米，每個邏輯區(qū)域由坐標(x，y)標識，其中I為正整數(shù)，X, y為非負整數(shù)；傳感器節(jié)點通過它的定位坐標(Lx，Ly)計算它所在邏輯區(qū)域的坐標(x，y)，如公式(I)和公式(2)所示；
[0008]
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述無線傳感器網(wǎng)絡包括全功能節(jié)點和部分功能節(jié)點兩類傳感器節(jié)點；所述無線傳感器網(wǎng)絡劃分為兩個以上二維的正方形邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域的面積為IXI平方米，每個邏輯區(qū)域由坐標(X，y)標識，其中I為正整數(shù)，X, y為非負整數(shù)；傳感器節(jié)點通過它的定位坐標(Lx，Ly)計算它所在邏輯區(qū)域的坐標(X，y),如公式(I)和公式(2)所示；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法，其特征在于，簇首節(jié)點采用定位算法判斷鄰居簇首節(jié)點和簇內(nèi)節(jié)點與自己的相對角度和距離；當簇首節(jié)點檢測到簇內(nèi)節(jié)點要離開自己的通信范圍時，通過該簇內(nèi)節(jié)點與自己的距離以及角度來判斷與該簇內(nèi)節(jié)點距離最近的鄰居簇首節(jié)點，從而獲取該簇內(nèi)節(jié)點所要進入的下一個簇的簇首節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法，其特征在于，簇域首節(jié)點保存一個簇內(nèi)節(jié)點關聯(lián)表，每個表項包括兩個域:簇內(nèi)節(jié)點域以及簇首節(jié)點域，其中簇內(nèi)節(jié)點域記錄簇內(nèi)節(jié)點的鏈路地址，簇首節(jié)點域記錄簇內(nèi)節(jié)點所在簇的簇首節(jié)點的鏈路地址； 假設簇內(nèi)節(jié)點M所在簇的簇首節(jié)點為簇首節(jié)點H1，簇內(nèi)節(jié)點M即將進入的簇的簇首節(jié)點為簇首節(jié)點H2，簇首節(jié)點Hl和簇首節(jié)點H2屬于同一個簇域且該簇域的簇域首節(jié)點為HO，那么簇首節(jié)點Hl進行下述移動切換操作: 步驟201:開始； 步驟202:簇首節(jié)點Hl向簇域首節(jié)點HO發(fā)送一條轉(zhuǎn)交消息,消息負載為簇內(nèi)節(jié)點M和簇首節(jié)點H2的鏈路地址；步驟203:簇域首節(jié)點HO收到轉(zhuǎn)交消息后，判斷簇內(nèi)節(jié)點M和簇首節(jié)點H2的橫坐標和縱坐標是否相同，如果是，進行步驟204，否則進行步驟205 ； 步驟204:簇域首節(jié)點HO從簇內(nèi)節(jié)點關聯(lián)表中刪除簇內(nèi)節(jié)點M的表項，進行步驟208 ；步驟205:簇域首節(jié)點HO判斷簇內(nèi)節(jié)點關聯(lián)表中是否有簇內(nèi)節(jié)點M的表項，如果是，進行步驟207，否則進行步驟206 ； 步驟206:簇域首節(jié)點HO建立簇內(nèi)節(jié)點M的表項，簇首節(jié)點域為簇首節(jié)點H2的鏈路地址，進行步驟208 ； 步驟207:簇域首節(jié)點HO將簇內(nèi)節(jié)點M的簇首節(jié)點從簇首節(jié)點Hl更新為簇首節(jié)點H2 ； 步驟208:結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法，其特征在于，接入路由器保存一個簇域關聯(lián)表，每個表項包括兩個域:簇內(nèi)節(jié)點域以及簇域首節(jié)點域，其中簇內(nèi)節(jié)點域記錄簇內(nèi)節(jié)點的鏈路地址，簇域首節(jié)點域記錄簇內(nèi)節(jié)點所在簇域的簇域首節(jié)點的鏈路地址；如果一個簇首節(jié)點或者簇內(nèi)節(jié)點的IPv6地址的橫坐標為X,縱坐標為y,那么根據(jù)公式(5)和公式(6)計算該簇首節(jié)點或者簇內(nèi)節(jié)點所在簇域的簇域首節(jié)點的IPv6地址的橫坐標X’以及縱坐標y’:

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下一代無線傳感器網(wǎng)絡路由通信的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述無線傳感器網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)幀格式由Mesh頭部、MAC頭部和數(shù)據(jù)負載構(gòu)成，Mesh頭部的長度為I個字節(jié)，其中，前兩個比特值為固定值10，第三個比特位設置為目的地址的類型，該比特位O表示目的地址長度為2個字節(jié)，該比特位I表示目的地址長度為8個字節(jié)；第四個比特位設置為最終地址的類型，該比特位O表示最終地址長度為2個字節(jié)，該比特位I表示最終地址長度為8個字節(jié)； 假設在簇內(nèi)節(jié)點M與IPv6互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點通信過程中，簇內(nèi)節(jié)點M從簇首節(jié)點Hl所在的簇移動到簇首節(jié)點H2所在的簇，在移動過程中的通信過程為: 步驟401:開始； 步驟402: IPv6互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點向簇內(nèi)節(jié)點M發(fā)送數(shù)據(jù)請求消息,該數(shù)據(jù)請求消息首先到達與簇內(nèi)節(jié)點M所在無線傳感器網(wǎng)絡相連的接入路由器ARl ； 步驟403:接入路由器ARl查看簇域關聯(lián)表中是否有簇內(nèi)節(jié)點M的表項，如果是，進行步驟404，否則進行步驟405 ； 步驟404:接入路由器將Mesh頭部中的目的地址設置為簇內(nèi)節(jié)點M對應表項中的簇域首節(jié)點的鏈路地址，進行步驟406 ； 步驟405:接入路由器ARl計算簇內(nèi)節(jié)點M當前所在簇域的簇域首節(jié)點的鏈路地址,并將Mesh頭部中的目的地址設置為簇內(nèi)節(jié)點M當前所在簇域的簇域首節(jié)點的鏈路地址；步驟406:接入路由器ARl用MAC頭部和Mesh頭部對數(shù)據(jù)請求消息封裝為數(shù)據(jù)幀，其中Mesh頭部中最終地址設置為簇內(nèi)節(jié)點M的鏈路地址； 步驟407:接入路由器ARl將數(shù)據(jù) 幀發(fā)送到距離簇內(nèi)節(jié)點M所在簇域的簇域首節(jié)點最近的簇首節(jié)點； 步驟408:收到數(shù)據(jù)幀的簇首節(jié)點判斷自己的鏈路地址是否等于數(shù)據(jù)幀中Mesh頭部中的目的地址，如果否，進行步驟409，否則進行步驟410 ； 步驟409:收到數(shù)據(jù)幀的簇首節(jié)點將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到距離簇內(nèi)節(jié)點M所在簇域的簇域首節(jié)點最近的簇首節(jié)點，進行步驟408 ； 步驟410:簇域首節(jié)點收到數(shù)據(jù)請求消息后，查看簇內(nèi)節(jié)點關聯(lián)表中是否有簇內(nèi)節(jié)點M的表項，如果是，進行步驟411，否則進行步驟412 ; 步驟411:簇域首節(jié)點將Mesh頭部中的目的地址設置為簇內(nèi)節(jié)點M對應表項的簇首節(jié)點的鏈路地址，進行步驟413; 步驟412:簇域首節(jié)點計算簇內(nèi)節(jié)點M當前所在簇的簇首節(jié)點的鏈路地址，并將Mesh頭部中的目的地址設置為簇內(nèi)節(jié)點M當前所在簇的簇首節(jié)點的鏈路地址； 步驟413:簇域首節(jié)點將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給簇內(nèi)節(jié)點M當前所在簇的簇首節(jié)點； 步驟414:簇首節(jié)點收到數(shù)據(jù)幀后，將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給簇內(nèi)節(jié)點M，然后簇內(nèi)節(jié)點M處理數(shù)據(jù)幀后，將響應信息封裝為響應數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀不包含Mesh頭部，然后將數(shù)據(jù)幀發(fā)送給當前所在簇簇首節(jié)點； 步驟415:簇首節(jié)點將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到距離接入路由器ARl距離最近的簇首節(jié)點，簇首節(jié)點收到數(shù)據(jù)幀后再將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到距離接入路由器ARl最近的簇首節(jié)點，最終數(shù)據(jù)幀到達接入路由器ARl ；步驟416:接入路由器ARl將數(shù)據(jù)幀中的響應信息封裝為IPv6數(shù)據(jù)包，將其發(fā)送到IPv6網(wǎng)絡上，最終此數(shù)據(jù)包按照IPv6路由方式到達目的IPv6互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點； 步驟417:結(jié)束。
【文檔編號】H04W84/18GK103476088SQ201310446093
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】王曉喃 申請人:常熟理工學院