空洞避免的多跳数据传输方法、装置及系统制造方法及图纸

对于随机部署的无线传感器网络，由于部分节点出现故障、能源耗尽而失效，会形成覆盖“空洞”，而覆盖空洞的存在将导致路由失效。因此本发明专利技术提供了一种空洞避免的多跳数据传输方法、装置及系统，本方法首先将转发节点周围的失效节点从邻居节点列表中删除，由通讯良好节点组成邻居节点集合，在其中选择空洞概率最小的节点作为下一跳节点。由于选取了邻居节点出现空洞概率最小的节点作为下一跳节点，也就尽最大可能保护中继节点不遇到路由空洞，进而提高了源节点的数据包至目的节点的到达率。

【技术实现步骤摘要】
空洞避免的多跳数据传输方法、装置及系统
本专利技术涉及无线传感器网络领域，尤其涉及一种空洞避免的多跳数据传输方法、装置及系统。
技术介绍
移动AdHoc网络是一种许多具有路由功能的移动节点组成的分布式无线多跳网络。它不依赖于预设的基础设施而临时组建，网络中移动节点利用自身的无线收发设备交换信息，当移动节点相互之间不在彼此的通讯范围内时，可以借助其它中间节点来实现多跳通信。移动AdHoc网络面临的关键问题之一就是路由问题，即如何在众多节点中合理高效地分配无线资源，并在源节点和目的节点之间建立稳定有效的路由，实现数据包由源节点传送至目的节点的目的。随着定位技术的发展，节点可以方便地获得自己的地理位置信息，利用这些地理位置信息，可以改善移动AdHoc网络的路由性能，因此移动AdHoc网络中衍生出一类利用地理位置信息的路由方法，例如贪婪转发路由方法。该方法是指节点在转发数据包时，从其邻居节点中选择一个离目的节点最近的节点，将数据包转发至该节点。理想情况下，重复这个过程，即可将数据包发送至目的节点。但是在实际的无线传感器网络应用中，由于节点的不均匀部署、部分节点因为故障、能源耗尽而失效等原因，会导致接收到数据包的某一中间节点在其邻居节点中找不到比该中间节点离目的节点更近的节点作为下一跳时，该中间节点将选择自己作为数据包的下一跳，这样数据包将不能到达目的节点。这个节点被称为空洞节点，该节点覆盖的部分区域形成路由空洞。因此现在需要一种方法能够避免空洞区域，使数据包能够由源节点发送至目的节点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种空洞避免的多跳数据传输方法，采用本方法能够避免空洞区域，使数据能够由源节点发送至目的节点。为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术手段：一种空洞避免的多跳数据传输方法，包括：向周围多个邻居节点广播HELLO包；若在预设时间内未接收到来自邻居节点的HELLO包，则将该邻居节点从目标邻居节点列表中删除；依据所述邻居节点列表形成邻居节点集合；计算所述邻居节点集合中每个节点为空洞节点的空洞概率；选择空洞概率最小的节点作为下一跳节点。空洞概率的计算方式包括：采用公式计算所述目标邻居节点集合中每个节点成为空洞节点的概率Pi，其中，li是节点i与目的节点之间的距离，i=1、2、3……M，M<N，R为节点的通信半径，a为检测区域的半径。优选的，还包括：计算所述邻居节点集合中每个节点与目的节点之间的距离，取该距离与空洞概率的结合值最小时对应的节点作为下一跳节点。优选的，节点之间的距离与空洞概率的结合包括：所述节点之间的距离与所述空洞概率的乘积值。优选的，每个节点的位置坐标预先通过GPS或LBS（基于位置的服务LocationBasedService，LBS）获取。每个节点周围包括的邻居节点数不确定。一种空洞避免的多跳数据传输装置，包括：广播单元，用于向周围多个邻居节点广播HELLO包；处理单元，用于若在预设时间内未接收到来自邻居节点的HELLO包，则将该邻居节点从邻居节点列表中删除；集合形成单元，用于依据所述邻居节点列表形成邻居节点集合；概率计算单元，用于计算所述邻居节点集合中每个节点为空洞节点的空洞概率；选择单元，用于选择空洞概率最小的节点作为下一跳节点。优选的，还包括：距离计算单元，计算所述邻居节点集合中每个节点与目的节点之间的距离；选择单元，还用于取节点之间的距离与空洞概率的结合值最小时对应的节点作为下一跳节点。一种空洞避免的多跳数据传输系统，包括：源节点、目的节点和多个中间节点；其中，所述源节点和所述中间节点按照上述的空洞避免的多跳数据传输方法选择下一跳节点，直到到达目的节点。空洞避免的多跳数据传输方法，所述源节点包括上述的空洞避免的多跳数据传输装置，所述中间节点包括上述空洞避免的多跳数据传输的装置。本专利技术提供了一种空洞避免的多跳数据传输方法，本方法首先将中继节点周围的失效节点从其邻居节点列表中删除，由通讯良好节点组成邻居节点集合，在邻居节点集合中选择空洞概率最小的节点作为下一跳节点。由于选取了目标中继节点的邻居节点出现空洞概率最小的节点作为下一跳节点，也就尽最大可能保护中继节点不遇到路由空洞，进而提高了源节点的数据包至目的节点的到达率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术实施例公开的空洞避免的多跳数据传输方法的流程图；图2为本专利技术实施例公开的又一空洞避免的多跳数据传输方法的流程图；图3为本专利技术实施例公开的空洞避免的多跳数据传输方法的节点传输示意图；图4为本专利技术实施例公开的又一空洞避免的多跳数据传输方法的流程图；图5为本专利技术实施例公开的空洞避免的多跳数据传输装置的结构示意图；图6为本专利技术实施例公开的又一空洞避免的多跳数据传输装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种空洞避免的多跳数据传输方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：在传感器网络的中数据包由源节点至目的节点的过程中，需要多个中继节点的辅助，本实施例以多个中继节点中的一个为例，其它中继节点的执行过程类似。下面以中继节点为例对本专利技术进行详细介绍。步骤S101：向周围多个邻居节点广播HELLO包；中继节点周围有多个邻居节点，多个邻居节点的名称以邻居节点列表的形式存储在节点内，当中继节点接收数据包后，需要将数据包发送至邻居节点，为了验证邻居节点是否已经失效，需要周期性的向邻居节点发送HELLO包。中继节点周围有多个邻居节点，由于传感器网络中的节点是随机部署的，因此每个中间节点周围的邻居节点的数量是不确定。步骤S102：若在预设时间内未接收到来自邻居节点的HELLO包，则将该邻居节点从邻居节点列表中删除；当邻居节点工作在正常情况时，在预设时间内邻居节点接收HELLO包后，会向中继节点反馈HELLO包，若邻居节点没有反馈HELLO包，则表明该邻居节点已经失效。数据包肯定不会发送至失效节点，为了方便后续处理，将失效的邻居节点从邻居节点列表中删除，只剩下通讯良好的邻居节点。步骤S103：依据所述邻居节点列表形成目标邻居节点集合；将邻居节点列表中通讯良好的邻居节点组成邻居节点集合，以便于后续处理使用。步骤S104：计算所述邻居节点集合中每个节点为空洞节点的空洞概率；优选的，采用公式计算所述邻居节点集合中每个节点成为空洞节点的概率Pi，其中，li是节点i与目的节点之间的距离，i=1、2、3……M，M<N，R为节点的通信半径，a为检测区域的半径。步骤S105：在所述邻居节点集合中选择空洞概率最小的节点作为下一跳节点。在邻居节点集合中针对每个节点出现空洞概率进行计算，并通过对比得到空洞概率最小的节点，将该节点作为中继节点的下一跳节点。下一跳节点继续按照上述步骤进行处理，直到将源节点的数据包发送至目的节点。本专利技术提供了一种空洞避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空洞避免的多跳数据传输方法，其特征在于，包括：向周围多个邻居节点广播HELLO包；若在预设时间内未接收到来自邻居节点的HELLO包，则将该邻居节点从邻居节点列表中删除；依据所述邻居节点列表形成邻居节点集合；计算所述邻居节点集合中每个节点为空洞节点的空洞概率；选择空洞概率最小的节点作为下一跳节点。

【技术特征摘要】
1.一种空洞避免的多跳数据传输方法，其特征在于，包括：向周围多个邻居节点广播HELLO包；若在预设时间内未接收到来自邻居节点的HELLO包，则将该邻居节点从邻居节点列表中删除；依据所述邻居节点列表形成邻居节点集合；计算所述邻居节点集合中每个节点为空洞节点的空洞概率；选择空洞概率最小的节点作为下一跳节点；其中，空洞概率的计算方式包括：采用公式计算所述邻居节点集合中每个节点成为空洞节点的概率Pi，其中，li是节点i与目的节点之间的距离，i＝1、2、3……M，M<N，R为节点的通信半径，a为检测区域的半径；检测区域内包括N个节点，邻居节点集合包含M个节点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：计算所述邻居节点集合中每个节点与目的节点之间的距离，将此距离与空洞概率的结合值最小时对应的节点作为下一跳节点。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，距离与空洞概率的结合值包括：距离与所述空洞概率的乘积值。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个节点的位置坐标预先通过GPS或LBS(基于位置的服务LocationBasedService，LBS)获取。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个节点周围包括的邻居节点数不确定。6.一种空洞避免的多跳数据传输装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书奎，王丽珍，朱巧明，贾俊铖，张宏斌，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32