本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新方法及裝置，屬于無線傳感器網(wǎng)路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織和多跳的方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傳感器節(jié)點(diǎn)間相互協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中監(jiān)測對象的信息，并發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不需要任何固定網(wǎng)絡(luò)支持，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)、工作生命周期長等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的初期研究大部分是基于節(jié)點(diǎn)靜止不動(dòng)這一假設(shè)的，然而隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，移動(dòng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)也逐漸受到關(guān)注，與傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相比，移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下顯著優(yōu)勢：

①降低傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗，提高收發(fā)數(shù)據(jù)的可信度；

②提高無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和目標(biāo)檢測概率；

③有效地解決稀疏型網(wǎng)絡(luò)及非連通網(wǎng)絡(luò)的通信問題，有助于靈活擴(kuò)展。

移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的引入給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究帶來了新的挑戰(zhàn)，產(chǎn)生了許多值得研究的新問題。例如，在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中通過傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法預(yù)先建立起來的路由路徑在移動(dòng)環(huán)境中極易遭到破壞，重建這些路由路徑則要花費(fèi)很大的代價(jià)，因此需要改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)路由協(xié)議以適應(yīng)移動(dòng)環(huán)境；節(jié)點(diǎn)移動(dòng)也使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)處于不斷變化中，需要采用新的方法進(jìn)行拓?fù)涔芾怼?/p>

查詢路由是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中常用的一種路由形式，用戶的查詢請求以興趣消息的形式發(fā)送到查詢的目標(biāo)區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)，并建立路由路徑，目標(biāo)區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)按照興趣消息對查詢請求的描述執(zhí)行相應(yīng)的監(jiān)測任務(wù)。在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，目標(biāo)區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)接收到興趣消息后，在執(zhí)行任務(wù)的過程中，無需進(jìn)行興趣消息更新，但當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)后，原先在目標(biāo)區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)可能移出目標(biāo)區(qū)域，在目標(biāo)區(qū)域之外的節(jié)點(diǎn)可能移入目標(biāo)區(qū)域，這些節(jié)點(diǎn)需要與周圍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互以便及時(shí)獲取當(dāng)前所處區(qū)域的興趣消息，這一過程被稱為興趣消息更新。

由于傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)，降低能量消耗一直是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的一個(gè)重要的研究目標(biāo)，而無線傳感器節(jié)點(diǎn)的大量能量都消耗在網(wǎng)絡(luò)報(bào)文收發(fā)的過程中，因此控制節(jié)點(diǎn)通信所造成的能量消耗是降低節(jié)點(diǎn)能耗的重要措施之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新方法，以解決目前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)興趣消息更新過程中更新次數(shù)多，導(dǎo)致能量消耗大的問題，同時(shí)本發(fā)明還提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新方法，該方法包括以下步驟：

1)判斷移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過程中是否與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域有重疊，若沒有重疊，則不進(jìn)行興趣消息更新；

2)當(dāng)有重疊時(shí)，計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與有重疊感知區(qū)域的固定節(jié)點(diǎn)之間的相似度；

3)判斷得到的相似度是否大于設(shè)定閾值，若大于，則進(jìn)行興趣消息更新，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的消息更新為固定節(jié)點(diǎn)的消息。

進(jìn)一步地，所述步驟2)中相似度所采用公式如下：

$D(M,N)=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(M_i-N_i)}^2}\×(2-\frac{\left|\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(M_i-N_i)\right|}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\left|(M_i-N_i)\right|})$

其中N為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，M為固定節(jié)點(diǎn)，M＝(M₁,M₂,…,M_n)、N＝(N₁,N₂,…,N_n)分別表示節(jié)點(diǎn)M、N各自的興趣消息，n為興趣消息的維數(shù)。

進(jìn)一步地，當(dāng)至少兩個(gè)固定節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域存在重疊，且各固定節(jié)點(diǎn)均與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域均重疊時(shí)，須將各固定節(jié)點(diǎn)等效為一個(gè)固定節(jié)點(diǎn)，等效后的固定節(jié)點(diǎn)包含各固定節(jié)點(diǎn)所有的興趣消息，并按優(yōu)先級由高到低依次篩選重要的興趣消息，以使等效后的固定節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息內(nèi)容數(shù)量相同。

進(jìn)一步地，在等效時(shí)，各固定節(jié)點(diǎn)重疊區(qū)域所包含興趣消息的優(yōu)先級最高，其余興趣消息的優(yōu)先級隨機(jī)排列。

進(jìn)一步地，若各固定節(jié)點(diǎn)重疊區(qū)域包含多于一個(gè)興趣消息，則將重疊區(qū)域包含的各興趣消息隨機(jī)排列。

本發(fā)明還提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新裝置，該更新裝置包括判斷模塊、計(jì)算模塊和更新模塊；

所述的判斷模塊用于判斷移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過程中是否與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域有重疊，若沒有重疊，則不進(jìn)行興趣消息更新；

所述計(jì)算模塊用于在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)重疊時(shí)，計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與有重疊感知區(qū)域的固定節(jié)點(diǎn)之間的相似度；

所述的更新模塊用于在計(jì)算模塊得到相似度大于設(shè)定閾值時(shí)，進(jìn)行興趣消息更新，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的消息更新為固定節(jié)點(diǎn)的消息。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算模塊所采用的計(jì)算公式為：

$D(M,N)=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(M_i-N_i)}^2}\×(2-\frac{\left|\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(M_i-N_i)\right|}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\left|(M_i-N_i)\right|})$

其中N為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，M為固定節(jié)點(diǎn)，M＝(M₁,M₂,…,M_n)、N＝(N₁,N₂,…,N_n)分別表示節(jié)點(diǎn)M、N各自的興趣消息，n為興趣消息的維數(shù)。

進(jìn)一步地，當(dāng)至少兩個(gè)固定節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域存在重疊，且各固定節(jié)點(diǎn)均與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域均重疊時(shí)，須將各固定節(jié)點(diǎn)等效為一個(gè)固定節(jié)點(diǎn)，等效后的固定節(jié)點(diǎn)包含各固定節(jié)點(diǎn)所有的興趣消息，并按優(yōu)先級由高到低依次篩選重要的興趣消息，以使等效后的固定節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息內(nèi)容數(shù)量相同。

進(jìn)一步地，在等效時(shí)，各固定節(jié)點(diǎn)重疊區(qū)域所包含興趣消息的優(yōu)先級最高，其余興趣消息的優(yōu)先級隨機(jī)排列。

進(jìn)一步地，若各固定節(jié)點(diǎn)重疊區(qū)域包含多于一個(gè)興趣消息，則將重疊區(qū)域包含的各興趣消息隨機(jī)排列。

本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先判斷移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過程中是否與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域有重疊；然后在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)重疊時(shí)，計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與有重疊感知區(qū)域的固定節(jié)點(diǎn)之間的相似度；最后并在相似度大于設(shè)定閾值時(shí)，進(jìn)行興趣消息更新，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的消息更新為固定節(jié)點(diǎn)的消息。通過上述過程，本發(fā)明能夠大幅減少興趣消息更新的次數(shù)，減少節(jié)點(diǎn)能耗，進(jìn)而提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期。

附圖說明

圖1是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)軌跡圖；

圖2是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)區(qū)域節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域分布圖；

圖3是本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新流程圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)興趣消息更新過程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

查詢路由的基本過程是當(dāng)用戶有查詢請求時(shí)，匯聚節(jié)點(diǎn)將用戶的查詢請求轉(zhuǎn)換為興趣消息，并通過網(wǎng)絡(luò)自主建立的路由通道將興趣消息轉(zhuǎn)發(fā)到查詢請求的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。對于移動(dòng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)，若目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到區(qū)域外時(shí)，可直接停止針對該興趣消息進(jìn)行的監(jiān)測任務(wù)，而當(dāng)目標(biāo)區(qū)域外的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到區(qū)域內(nèi)時(shí)，節(jié)點(diǎn)需及時(shí)獲取、更新興趣消息，并啟動(dòng)相應(yīng)的監(jiān)測任務(wù)。研究合理的興趣消息更新算法，有助于降低興趣消息更新頻率，為此，本發(fā)明給出了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新方法及裝置。

為了問題討論的一般性，本發(fā)明作出如下假設(shè)：

①無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布在一個(gè)二維矩形區(qū)域內(nèi)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有相近的傳輸半徑，并且所有的連接都是雙向的；

②移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可由該二維矩形區(qū)域的任意邊界進(jìn)入或離開；

③查詢請求被嚴(yán)格限制在該二維矩形區(qū)域內(nèi)，且匯聚節(jié)點(diǎn)處于該區(qū)域之外；

④查詢請求具有時(shí)效，超過有效期后請求失效。

對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的初期研究，大部分是基于節(jié)點(diǎn)自身能量充足、節(jié)點(diǎn)周圍環(huán)境因素一致等理想假設(shè)，則感知區(qū)域在各個(gè)方向上完全相同，呈規(guī)則的圓形分布。而實(shí)際部署時(shí)，節(jié)點(diǎn)的剩余能量與周圍環(huán)境一般并不完全相同，從而導(dǎo)致感知區(qū)域在各個(gè)方向上存在差異，即各向異性，顯然在各向異性條件下感知區(qū)域不是規(guī)則的圓形。

傳感器節(jié)點(diǎn)感知模型是以S_i節(jié)點(diǎn)為感知區(qū)域的中心，以節(jié)點(diǎn)的各向異性檢測距離R_S為半徑的不規(guī)則圓形，R_S＝(1-σ)·R，其中R表示節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域?yàn)橐?guī)則圓形時(shí)的半徑，σ表示各向異性影響因子，假設(shè)σ對R的影響幅度不大于20％，即0<σ<0.2。

時(shí)不變時(shí)，節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域不同方向上各向異性影響因子σ表示為：

$\mathrm{\&sigma;}={\&Integral;}_{-\frac{1}{4}\left|sin(k\mathrm{\&theta;}+k)\right|}^{\frac{1}{4}\left|sin(k\mathrm{\&theta;}+k)\right|}\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{e}^{-\frac{u^2}{2}}du---\left(1\right)$

式中，0<θ<2π，k為大于1的隨機(jī)數(shù)，變量u∈(-0.25,0.25)。

時(shí)變時(shí)，節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域不同方向上各向異性影響因子σ′表示為：

${\mathrm{\&sigma;}}^{\&prime;}={\&Integral;}_{-\frac{1}{4}\left|sin(k\mathrm{\&theta;}+tk)\right|}^{\frac{1}{4}\left|sin(k\mathrm{\&theta;}+tk)\right|}\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{e}^{-\frac{u^2}{2}}du---\left(2\right)$

式中，0<θ<2π，k為大于1的隨機(jī)數(shù)，時(shí)間t>0，變量u∈(-0.25,0.25)。

傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)往往具有規(guī)律性，其速度和方向前后存在著相互影響，因此節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是平滑的。高斯-馬爾可夫移動(dòng)模型中傳感器節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與隨機(jī)方向移動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)軌跡相比有很大的緩和，能夠克服其急停急轉(zhuǎn)的缺陷，因此用高斯-馬爾可夫移動(dòng)模型來描述傳感器節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)更加符合現(xiàn)實(shí)中的情況。高斯-馬爾可夫移動(dòng)模型的公式定義為：

$v_k={\mathrm{\&beta;v}}_{k-1}+(1-\mathrm{\&beta;})v_{avg}+\left(\sqrt{1-{\mathrm{\&beta;}}^2}\right)w_{v_{k-1}}---\left(3\right)$

$d_k={\mathrm{\&beta;d}}_{k-1}+(1-\mathrm{\&beta;})d_{avg}+\left(\sqrt{1-{\mathrm{\&beta;}}^2}\right)w_{d_{k-1}}---\left(4\right)$

x_k＝x_k-1+v_k-1×cos(d_k-1) (5)

y_k＝y(tǒng)_k-1+v_k-1×sin(d_k-1) (6)

其中，v_k、d_k表示k時(shí)刻的速度與方向；v_avg、d_avg表示平均速度與平均運(yùn)動(dòng)方向；β是隨機(jī)調(diào)節(jié)參數(shù)，且β∈[0,1]；表示隨機(jī)高斯變量；(x_k,y_k)為k時(shí)刻的平面位置坐標(biāo)。

本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新方法的實(shí)施例

為了在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中及時(shí)獲取所處目標(biāo)區(qū)域相關(guān)的查詢?nèi)蝿?wù)并執(zhí)行，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要與周圍固定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互來獲取當(dāng)前區(qū)域的興趣消息，該過程被稱為興趣消息更新，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域有重疊部分時(shí)，進(jìn)行消息內(nèi)容相似度計(jì)算，相似度大于給定閾值，則進(jìn)行興趣消息更新，反之則否；當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域無重疊部分時(shí)，不進(jìn)行興趣消息更新操作。該方法的流程如圖3所示，具體實(shí)施步驟如下。

1.判斷移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過程中是否與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域有重疊，若沒有重疊，則不進(jìn)行興趣消息更新。

假設(shè)目標(biāo)區(qū)域?yàn)?0m×40m的矩形區(qū)域，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N以高斯-馬爾可夫移動(dòng)模型在矩形區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，初始位置為(0m,0m)，每5s完成一次定位，共進(jìn)行20次用于算法分析，對應(yīng)高斯-馬爾可夫移動(dòng)模型參數(shù)β＝0.3，v_avg＝1m/s，d_avg＝π/2，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示。矩形區(qū)域內(nèi)事先隨機(jī)分布10個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)(A,B,…,J)，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳感器節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域都處于該矩形區(qū)域內(nèi)，其中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N的感知區(qū)域與固定節(jié)點(diǎn)A、B、C、D的感知區(qū)域發(fā)生重疊。目標(biāo)區(qū)域節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域分布如圖2所示，圖中虛線區(qū)域表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N的感知區(qū)域，實(shí)線區(qū)域表示各固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域?？梢姳緦?shí)例中與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N存在感知區(qū)域有重疊的固定節(jié)點(diǎn)有A、B、C和D，而與其他節(jié)點(diǎn)沒有重疊的感知區(qū)域，無需進(jìn)行興趣消息的更新。

2.計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與有重疊感知區(qū)域的固定節(jié)點(diǎn)之間的相似度，判斷相似度是否大于設(shè)定閾值，若大于，則進(jìn)行興趣消息更新，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的消息更新為固定節(jié)點(diǎn)的消息。

移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與有重疊感知區(qū)域的固定節(jié)點(diǎn)之間的相似度函數(shù)的表達(dá)式為：

$D(M,N)=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{(M_i-N_i)}^2}\&times;(2-\frac{\left|\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}(M_i-N_i)\right|}{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\left|(M_i-N_i)\right|})---\left(7\right)$

其中M為固定節(jié)點(diǎn)，N為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，M＝(M₁,M₂,…,M_n)、N＝(N₁,N₂,…,N_n)分別表示節(jié)點(diǎn)M、N各自的興趣消息，n為興趣消息的維數(shù)。

假設(shè)本實(shí)例中隨機(jī)分布的各節(jié)點(diǎn)均含4個(gè)興趣消息，其興趣消息內(nèi)容按優(yōu)先級從高到低進(jìn)行排列，優(yōu)先級順序反映興趣消息的重要程度，各節(jié)點(diǎn)的興趣消息內(nèi)容如表1所示。

表1

根據(jù)固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域是否重疊，可把興趣消息更新問題分為兩類：

(1)固定節(jié)點(diǎn)間無重疊區(qū)域，如圖2中所示節(jié)點(diǎn)A，則計(jì)算其與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息內(nèi)容相似度值，并將該值與設(shè)定的閾值D_T相比較，判斷是否更新興趣消息。計(jì)算流程如圖3所示。

(2)多個(gè)固定節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域重疊，本文以兩個(gè)固定節(jié)點(diǎn)互相重疊為例進(jìn)行討論。

①兩個(gè)固定節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域完全重疊，即兩個(gè)節(jié)點(diǎn)興趣消息內(nèi)容相同，則可看作為兩者中任一節(jié)點(diǎn)，計(jì)算方法同第一類問題。

②兩個(gè)固定節(jié)點(diǎn)興趣消息內(nèi)容不完全相同，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)僅與一個(gè)固定節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域有重疊。如圖2所示節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)E。此時(shí)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)無重疊的固定節(jié)點(diǎn)(如節(jié)點(diǎn)E)視為無效，不予考慮，計(jì)算時(shí)，只需考慮移動(dòng)節(jié)點(diǎn)及與其有重疊部分的固定節(jié)點(diǎn)(如節(jié)點(diǎn)D)，同第一類問題的計(jì)算方法。

③兩個(gè)固定節(jié)點(diǎn)興趣消息內(nèi)容不完全相同，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與各固定節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域均重疊。如圖2所示節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C?？蓪⑵淇醋饕粋€(gè)等效固定節(jié)點(diǎn)，該等效固定節(jié)點(diǎn)包含兩者所有的興趣消息。顯然，該等效固定節(jié)點(diǎn)興趣消息數(shù)量多于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)興趣消息數(shù)量，因此，為方便計(jì)算，需按優(yōu)先級由高到低依次篩選重要的興趣消息，以使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與固定節(jié)點(diǎn)的興趣消息內(nèi)容數(shù)量相同。很明顯，兩個(gè)固定節(jié)點(diǎn)重疊區(qū)域所包含興趣消息的重要程度最高，優(yōu)先級也最高。若重疊區(qū)域包含多于一個(gè)興趣消息，則順序隨機(jī)排列，其余興趣消息也隨機(jī)排列，順序按優(yōu)先級從高到低排列，此時(shí)若等效固定節(jié)點(diǎn)興趣消息內(nèi)容數(shù)量多于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)興趣消息內(nèi)容數(shù)量，按優(yōu)先級由低到高依次剔除，直至移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與固定節(jié)點(diǎn)興趣消息內(nèi)容數(shù)量相同，按照第一類問題的計(jì)算方法處理即可。

計(jì)算感知區(qū)域發(fā)生重疊的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與固定節(jié)點(diǎn)間興趣消息內(nèi)容的相似度值，設(shè)定閾值D_T為7.2。由相似度計(jì)算公式可知，兩節(jié)點(diǎn)信息內(nèi)容差值最小時(shí)，D_T取最小值，兩節(jié)點(diǎn)信息內(nèi)容差值最大時(shí)D_T取最大值，D_T最小值為0，D_T最大值為16.492。

本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新裝置的實(shí)施例

本實(shí)施例中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的興趣消息更新裝置包括判斷模塊、計(jì)算模塊和更新模塊；判斷模塊用于判斷移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過程中是否與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域有重疊，若沒有重疊，則不進(jìn)行興趣消息更新；計(jì)算模塊用于在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)重疊時(shí)，計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與有重疊感知區(qū)域的固定節(jié)點(diǎn)之間的相似度；更新模塊用于在計(jì)算模塊得到相似度大于設(shè)定閾值時(shí)，進(jìn)行興趣消息更新，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的消息更新為固定節(jié)點(diǎn)的消息。各模塊的具體實(shí)現(xiàn)手段已在方法的實(shí)施例中進(jìn)行了詳述，這里不再贅述。

下面一個(gè)具體的實(shí)例來說明本發(fā)明的效果。

假設(shè)初始位置移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N的興趣消息內(nèi)容為空，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N沿路徑依次與固定節(jié)點(diǎn)A、B、C、D的感知區(qū)域有重疊，與其余固定節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域無重疊。依次計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與節(jié)點(diǎn)A、B、C、D的相似度值，興趣消息的更新過程如圖4所示。

1)計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與節(jié)點(diǎn)A的相似度值。

移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N、節(jié)點(diǎn)A的興趣消息內(nèi)容分別為N[0,0,0,0]、A[4,3,1,6]，由公式(5)可得兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的相似度值為7.874，大于設(shè)定的閾值，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與節(jié)點(diǎn)A需進(jìn)行興趣消息更新，更新后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N的興趣消息內(nèi)容變?yōu)閇4,3,1,6]。

2)計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與節(jié)點(diǎn)B、C的相似度值。

固定節(jié)點(diǎn)B、C的興趣消息內(nèi)容分別為B[6,2,4,5]、C[3,5,6,1]，且節(jié)點(diǎn)B、C的感知區(qū)域有重疊，數(shù)據(jù)篩選后使用等效節(jié)點(diǎn)M[6,5,3,2]表示節(jié)點(diǎn)B、C，因此移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與節(jié)點(diǎn)B、C的相似度值，即為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與等效節(jié)點(diǎn)M的相似度值，由公式(7)計(jì)算可得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與等效節(jié)點(diǎn)M的相似度值為9.525，大于設(shè)定的閾值，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與等效節(jié)點(diǎn)M需進(jìn)行興趣消息更新，更新后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N的興趣消息內(nèi)容為N[6,5,3,2]。

3)計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與節(jié)點(diǎn)D的相似度值。

固定節(jié)點(diǎn)D的興趣消息內(nèi)容為D[2,5,4,3]，通過公式(7)計(jì)算可得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與固定節(jié)點(diǎn)D的相似度值為7.071，小于設(shè)定的閾值，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與固定節(jié)點(diǎn)D無需進(jìn)行興趣消息更新，所以移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N的興趣消息內(nèi)容仍為N[6,5,3,2]。

若采用傳統(tǒng)更新方法，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N與固定節(jié)點(diǎn)A、B、C、D依次更新消息，每個(gè)節(jié)點(diǎn)含有4個(gè)興趣消息，故需要更新16次；而采用本發(fā)明提出的更新方法時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N并不都與這4個(gè)固定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行興趣消息更新，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)N移動(dòng)至節(jié)點(diǎn)A區(qū)域內(nèi)時(shí)，更新4次，移動(dòng)至節(jié)點(diǎn)B、C區(qū)域時(shí)，更新2次，移動(dòng)至節(jié)點(diǎn)D時(shí)，不更新消息，僅需更新消息6次?？梢姳景l(fā)明有助于降低興趣消息更新頻率，減少更新過程中的報(bào)文數(shù)量與通信數(shù)據(jù)量，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)生命周期。