一种基于递归更新的传感器路由更新方法及装置制造方法及图纸

本公开提供一种基于递归更新的传感器路由更新方法及装置，本公开涉及网络路由技术领域，在通过LEACH或HEED算法进行初始化后，计算信道度量参数后，簇头动态调整，进行隐藏簇头冲突处理，延长分布式传感器网络寿命，在运行中优化网络结构，大幅提高传输效率，在通过LEACH路由算法或者HEED算法进行分簇后，通过重新动态的调整簇头，对路由表进行合理更新，运算速度快，提高大规模传感器网络的效率和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于递归更新的传感器路由更新方法及装置
本公开涉及网络路由
，特别涉及一种基于递归更新的传感器路由更新方法及装置。
技术介绍
在传感器网络中，各类传感器的数量不断增加，对通信系统的复杂性提出了新的要求。很多的重要实时数据，都是通过传感器网络的路由路径进行交换，一旦传感器网络的连接出现问题、或者某个传感器节点出现故障，由于没有相应的数据备用路径，可能会导致整个传感器网络数据无法交换传输，导致传感器网络不能正常工作，目前传感器网络一般通过LEACH路由算法或者HEED算法进行分簇，每个传感器节点，以下简称节点，都可独立地处理其自身信息，之后将各决策结果发送到簇区内的簇头节点，簇头节点再并送至汇聚节点进行融合，即数据采集点的传感器数据采集节点向簇头节点发送数据采集节点后，通过簇头节点再并送至汇聚节点汇聚之后到基站中。此外，还需要引入RTS/CTS协议即请求发送/允许发送协议解决隐藏簇头，相当于一种握手协议，主要用来解决“隐藏簇头”问题。“隐藏簇头”是指，传感器A向汇聚节点B发送信息，簇头C未侦测到A也向B发送，故A和C同时将信号发送至B，引起信号冲突，最终导致发送至B的信号都丢失了，“隐藏簇头”问题会带来效率损失，并且需要错误恢复机制，因此，所以如何在运行中实时的优化更新路由更新结构，是一个很大的问题，在长期监测中，数据的有效采集和传输就是一个不可回避的问题
技术实现思路
针对上述技术问题，本公开提供一种基于递归更新的传感器路由更新方法及装置，在LEACH或HEED算法，计算信道度量参数后，簇头动态调整，进行隐藏簇头冲突处理，延长分布式传感器网络寿命，在运行中优化网络结构，大幅提高传输效率。所述一种基于递归更新的传感器路由更新方法具体包括以下步骤：步骤1，初始化分布式传感器网络；步骤2，计算信道度量参数；步骤3，簇头动态调整；步骤4，进行隐藏簇头冲突处理；步骤5，更新路由表。进一步地，在步骤1中，初始化分布式传感器网络的方法为，分布式传感器网络通过LEACH或HEED算法进行分簇后，分为三个部分组成，m个传感器数据采集节点、n个汇聚节点和若干个簇头节点Ri，i＝1,2,…M，M默认值为为节点总数的一半，可人工调整，调整范围为节点总数的一半到节点的总数。传感器数据采集节点为普通的节点，用于采集数据物理量；汇聚节点用于接收由簇头节点的数据并传输到基站；簇头节点由LEACH或HEED算法生成簇区竞选得到；信号从传感器数据采集节点传输到汇聚节点要经过三个步骤：第一步，传感器数据采集节点，以下称为采集节点，采集节点发送数据，候选簇头节点转发数据，目标节点从中选择m个合适的采集节点和簇头节点，通过反向链路将选择的节点信息反馈到相应的采集节点和簇头节点。第二步，采集节点对要发送的信号进行广播，被选中的簇头节点转发信息，而未被选中的候选簇头节点则不进行任何操作。第三步，停止传输，汇聚节点通过最大比合并接收，开始接收并合并由簇头节点和采集节点传来的信息并转发到基站。进一步地，在步骤2中，计算信道度量参数的方法为，通过监听来自基站的RTS分组和汇聚节点的CTS分组，采集节点i侦听得到基站和簇头节点i之间的信道信息asi及簇头节点i和汇聚节点d之间的信道信息aid，计算得到每个簇头节点的信道度量参数hi，进一步地，在步骤3中，簇头动态调整的方法为，当簇头节点i收到CTS分组后，每个簇头节点i都启动一个定时器，其初值为：λ为常数，当具有最大hi的簇头节点i的定时器超时，簇头节点i发出一个标志分组，表明其为最佳簇头节点的身份，其他尚未超时的簇头节点j在收到该标志分组后将放弃竞争，若各簇头节点不能监听到彼此的信息，即隐藏簇头节点，最佳簇头节点将把标志分组发给汇聚节点，然后由汇聚节点发送广播消息来通知其他所有簇头节点。进一步地，在步骤4中，进行隐藏簇头冲突处理的方法为，当簇头节点b和j分别代表最佳簇头节点和另外一个簇头节点，如果节点j的定时器在[tL，tC]内超时,就会有冲突发生，存在隐藏簇头节点时，冲突产生的允许间隔为[tL，tH]，最坏的情况下，冲突时长c具有以下最大值：无隐藏簇头节点：c＝γmax+|nb-nj|max+ds，有隐藏簇头节点，c＝γmax+|nb-nj|max+2ds+dur+2nmax，其中nj为簇头节点j和汇聚节点之间的传播时延；γmax为两个簇头节点之间的最大传播时延；ds为每个传感器节点的数据收发转换时间；dur为最佳簇头节点所发标志分组的持续时间。本专利技术还提供了一种基于递归更新的传感器路由更新装置，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：初始化网络单元，用于初始化分布式传感器网络；度量计算单元，用于计算信道度量参数；簇头调整单元，用于簇头动态调整；冲突处理单元，用于进行隐藏簇头冲突处理；路由表更新单元，用于更新路由表。本公开的有益效果为：本公开提供一种基于递归更新的传感器路由更新方法及装置，在通过LEACH路由算法或者HEED算法进行分簇后，通过重新动态的调整簇头，对路由表进行合理更新，运算速度快，提高大规模传感器网络的效率和使用寿命。附图说明通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：图1所示为本公开的一种基于递归更新的传感器路由更新方法工作流程图；图2所示为本公开的一种基于递归更新的传感器路由更新装置模块架构图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示为根据本公开的一种基于递归更新的传感器路由更新方法及装置工作流程图，下面结合图1来阐述根据本公开的一种基于递归更新的传感器路由更新方法。本公开提出一种基于递归更新的传感器路由更新方法，具体包括以下步骤：进一步地，在步骤1中，初始化分布式传感器网络的方法为，分布式传感器网络通过LEACH或HEED算法进行分簇后，分为三个部分组成，m个传感器数据采集节点、n个汇聚节点和若干个簇头节点Ri，i＝1,2,…M，M默认值为为节点总数的一半，可人工调整，调整范围为节点总数的一半到节点的总数。传感器数据采集节点为普通的节点，用于采集数据物理量；汇聚节点用于接收由簇头节点的数据并传输到基站；簇头节点由LEACH或HEED算法生成簇区竞选得到；信号从传感器数据采集节点传输到汇聚节点要经过三个步骤：第一步，传感器数据采集节点，以下称为采集节点，采集节点发送数据，候选簇头节点转发数据，目标节点从中选择m个合适的采集节点和簇头节点，通过反向链路将选择的节点信息反馈到相应的采集节点和簇头节点。第二步，采集节点对要发送的信号进行广播，被选中的簇头节点转发信息，而未被选中的候选簇头节点则不进行任何操作。第三步，停止传输，汇聚节点通过最大比合并接收，开始接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于递归更新的传感器路由更新方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，初始化分布式传感器网络；步骤2，计算信道度量参数；步骤3，簇头动态调整；步骤4，进行隐藏簇头冲突处理；步骤5，更新路由表。

【技术特征摘要】
1.一种基于递归更新的传感器路由更新方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，初始化分布式传感器网络；步骤2，计算信道度量参数；步骤3，簇头动态调整；步骤4，进行隐藏簇头冲突处理；步骤5，更新路由表。2.根据权利要求1所述的一种基于递归更新的传感器路由更新方法，其特征在于，在步骤1中，初始化分布式传感器网络的方法为，分布式传感器网络通过LEACH或HEED算法进行分簇后，分为三个部分组成，m个传感器数据采集节点、n个汇聚节点和若干个簇头节点Ri，i＝1,2,…M。3.根据权利要求1所述的一种基于递归更新的传感器路由更新方法，其特征在于，在步骤1中，初始化分布式传感器网络后，信号从传感器数据采集节点传输到汇聚节点要经过三个步骤：第一步，传感器数据采集节点，以下称为采集节点，采集节点发送数据，候选簇头节点转发数据，目标节点从中选择m个采集节点和簇头节点，通过反向链路将选择的节点信息反馈到相应的采集节点和簇头节点；第二步，采集节点对要发送的信号进行广播，被选中的簇头节点转发信息，而未被选中的候选簇头节点则不进行任何操作；第三步，停止传输，汇聚节点通过最大比合并接收，开始接收并合并由簇头节点和采集节点传来的信息并转发到基站。4.根据权利要求1所述的一种基于递归更新的传感器路由更新方法，其特征在于，在步骤2中，计算信道度量参数的方法为，通过监听来自基站的RTS分组和汇聚节点的CTS分组，采集节点i侦听得到基站和簇头节点i之间的信道信息asi及簇头节点i和汇聚节点d之间的信道信息aid，计算得到每个簇头节点的信道度量参数hi，5.根据权利要求1所述的一种基于递归更新的传感器路由更新方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩霞，王向东，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44