一种无线传感器网络路由动态的判断方法和判断装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无线传感器网络路由动态的判断方法和判断装置。该判断方法，包括：将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为并查集中的独立集合；当两个父节点切换事件满足预设的时空判断条件时，将两个父节点切换事件的独立集合进行合并，获得集合并集；获取并查集内的独立集合的根节点判断其对应的父节点切换事件为触发式父节点切换事件。记录每个可追溯的父节点切换事件为独立集合，将满足预设的时空判断条件的父节点切换事件进行合并，将剩余独立集合中根节点找出，通过挖掘无线传感器网络中链路的时空动态性，从而判断路由变化时的主动性和被动性。

【技术实现步骤摘要】
一种无线传感器网络路由动态的判断方法和判断装置
本专利技术涉及无线自组织网络与传感器网络领域，尤其涉及一种无线传感器网络路由动态的判断方法和判断装置。
技术介绍
随着通信技术、传感器技术和嵌入式计算技术的快速发展和日益成熟，具有通信、传感和计算能力的微型传感器节点开始出现，并且被逐渐的应用到生产和生活之中。这种传感器网络能够协调地感知、采集和处理网络覆盖区域内的各种环境或监测对象信息，并发布给需要这些信息的用户。传感器网络将逻辑上的信息世界与真实的物理世界融合在一起，深刻地改变了人与自然的交互方式，可广泛地应用于环境监测、工农业控制、生物医疗、国防军事等诸多领域。无线传感器网络和环境深入结合，同时也被环境中的一些因素所影响，例如天气的改变，城市的车流和WiFi信号等。这些未知的动态性都会对无线传感器网络的无线链路带入不可估量的影响，从而导致系统性能的剧烈波动。为了适应网络的动态性，动态路由协议在自组织网络中已经被广泛采用。在这类协议中，路由链路周期性的更新，从而保证了全网的路由一致性。因为动态路由协议已经被大规模无线传感器网络广泛采用，那么剧烈波动的系统性能是不可被接受的。协议设计师们从小型的实验床上得出的实验经验来指导动态路由协议的设计，但往往忽视了几个基础的问题，包括:1)现有的路由协议的动态程度如何？2)什么原因引起了路由动态性？3)路由动态性的影响力在何方？然而，理解在大规模传感器网络中理解路由动态性是非常有挑战性的。首先，大规模传感网系统的部署和数据收集都相对困难，网络管理员很难收集完整的路由决策过程的信息。其次路由决策的影响范围在分布式网络中也很难被估量。再次，由于无线传感器网路自身设备的局限性，往往无法获得精细的数据。所以如果已知路由动态变化模型，无论是分布式路由协议，亦或是集中式路由协议，均可为节点的路由决策提供帮助，从而大大减少了由于路由切换不合理带来的数据吞吐量的损失和数据包的时延。
技术实现思路
本专利技术提供了一种无线传感器网络路由动态的判断方法和判断装置，其记录每个可追溯的父节点切换事件为独立集合，将满足预设的时空判断条件的父节点切换事件进行合并，将剩余独立集合中根节点找出，通过挖掘无线传感器网络中链路的时空动态性，从而判断路由变化时的主动性和被动性。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面采用一种无线传感器网络路由动态的判断方法，包括：将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为并查集中的独立集合；当两个父节点切换事件满足预设的时空判断条件时，将两个父节点切换事件的独立集合进行合并，获得集合并集；获取并查集内的独立集合的根节点判断其对应的父节点切换事件为触发式父节点切换事件。其中，所述当两个父节点切换事件满足预设的时空判断条件时，将两个父节点切换事件的独立集合进行合并，获得集合并集，包括：统计每个所述父节点切换事件发生时，子节点的原有父节点的期望传输次数的变化情况；所述期望传输次数变小时，找出该子节点的邻居节点中的特定节点，当所述期望传输次数变大时，找出该子节点的上游节点中的特定节点；所述特定节点为其父节点切换事件与该子节点的父节点切换事件满足预设的时间判断条件；将所述子节点的父节点切换事件分别与每个特定节点的父节点切换事件合并。其中，所述父节点切换事件记录为：<id,ta,pa,tb,pb,counterpc,freq>，所述时间判断条件具体为：|min{xta,yta}-max{xtb,ytb}|≤|hopx-hopy|*periodbeacon，其中：id表示节点的标识；ta、tb分别表示记录的起始时刻和结束时刻；pa和pb分别表示起始时刻和结束时刻的父节点的标识；freq表示ta到tb时间段内父节点切换事件的频率；counterpc表示ta到tb时间段内父节点切换事件的次数；xta和yta分别表示节点x和节点y的记录的起始时刻；xtb和ytb分别表示节点x和节点y的记录的结束时刻；hopx和hopy分别表示节点x和节点y距离汇聚点的跳数；periodbeacon为所述无线传感器网络控制包的发包的周期。其中，所述将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为并查集中的独立集合之前，还包括：建立并查集。其中，所述无线传感器网络采集的数据为温度、湿度或光照数据。另一方面采用一种无线传感器网络路由动态的判断装置，包括：动态记录单元，用于将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为并查集中的独立集合；集合合并单元，用于当两个父节点切换事件满足预设的时空判断条件时，将两个父节点切换事件的独立集合进行合并，获得集合并集；动态判断单元，用于获取并查集内的独立集合的根节点判断其对应的父节点切换事件为触发式父节点切换事件。其中，所述集合合并单元，包括：参数统计模块，用于统计每个所述父节点切换事件发生时，子节点的原有父节点的期望传输次数的变化情况；特定节点确定模块，用于所述期望传输次数变小时，找出该子节点的邻居节点中的特定节点，当所述期望传输次数变大时，找出该子节点的上游节点中的特定节点；所述特定节点为其父节点切换事件与该子节点的父节点切换事件满足预设的时间判断条件；集合合并模块，用于将所述子节点的父节点切换事件分别与每个特定节点的父节点切换事件合并。其中，所述父节点切换事件记录为：<id,ta,pa,tb,pb,counterpc,freq>，所述时间判断条件具体为：|min{xta,yta}-max{xtb,ytb}|≤|hopx-hopy|*periodbeacon，其中：id表示节点的标识；ta、tb分别表示记录的起始时刻和结束时刻；pa和pb分别表示起始时刻和结束时刻的父节点的标识；freq表示ta到tb时间段内父节点切换事件的频率；counterpc表示ta到tb时间段内父节点切换事件的次数；xta和yta分别表示节点x和节点y的记录的起始时刻；xtb和ytb分别表示节点x和节点y的记录的结束时刻；hopx和hopy分别表示节点x和节点y距离汇聚点的跳数；periodbeacon为所述无线传感器网络控制包的发包的周期。其中，还包括初始化单元，用于所述将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为并查集中的独立集合之前，建立并查集。其中，所述无线传感器网络采集的数据为温度、湿度或光照数据。本专利技术的有益效果为：记录每个可追溯的父节点切换事件为独立集合，将满足预设的时空判断条件的父节点切换事件进行合并，将剩余独立集合中根节点找出，通过挖掘无线传感器网络中链路的时空动态性，从而判断路由变化时的主动性和被动性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术具体实施方式中提供的一种无线传感器网络路由动态的判断方法的第一实施例的方法流程图。图2是本专利技术具体实施方式中提供的一种无线传感器网络路由动态的判断方法的第二实施例的方法流程图。图3是本专利技术具体实施方式中提供的一种无线传感器网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线传感器网络路由动态的判断方法，其特征在于，包括：将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为并查集中的独立集合；当两个父节点切换事件满足预设的时空判断条件时，将两个父节点切换事件的独立集合进行合并，获得集合并集；根据并查集内的独立集合和集合并集，判断父节点切换事件的主/被动性。

【技术特征摘要】
1.一种无线传感器网络路由动态的判断方法，其特征在于，包括：将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为并查集中的独立集合；统计每个所述父节点切换事件发生时，子节点的原有父节点的期望传输次数的变化情况；其中，所述父节点切换事件包括：触发式父节点变切换事件和被动式父节点切换事件；所述触发式父节点变切换事件区分路由切换时是由本节点周围的无线链路质量发生变化引起的；而所述被动式父节点切换事件区分路由切换时是由上游节点的路由切换产生的连锁反应引起的；所述期望传输次数变小时，找出该子节点的邻居节点中的特定节点，当所述期望传输次数变大时，找出该子节点的上游节点中的特定节点；所述特定节点为其父节点切换事件与该子节点的父节点切换事件满足预设的时间判断条件；将所述子节点的父节点切换事件分别与每个特定节点的父节点切换事件合并，获得集合并集；根据并查集内的独立集合和集合并集，判断父节点切换事件的主/被动性。2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络路由动态的判断方法，其特征在于，所述父节点切换事件记录为：＜id,ta,pa,tb,pb,counterpc,freq＞，所述时间判断条件具体为：|min{xta,yta}-max{xtb,ytb}|≤|hopx-hopy|*periodbeacon，其中：id表示节点的标识；ta、tb分别表示记录的起始时刻和结束时刻；pa和pb分别表示起始时刻和结束时刻的父节点的标识；freq表示ta到tb时间段内父节点切换事件的频率；counterpc表示ta到tb时间段内父节点切换事件的次数；xta和yta分别表示节点x和节点y的记录的起始时刻；xtb和ytb分别表示节点x和节点y的记录的结束时刻；hopx和hopy分别表示节点x和节点y距离汇聚点的跳数；periodbeacon为所述无线传感器网络控制包的发包的周期。3.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络路由动态的判断方法，其特征在于，所述将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为并查集中的独立集合之前，还包括：建立并查集。4.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络路由动态的判断方法，其特征在于，所述无线传感器网络采集的数据为温度、湿度或光照数据。5.一种无线传感器网络路由动态的判断装置，其特征在于，包括：动态记录单元，用于将无线传感器网络中每个可追溯的父节点切换事件记录为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彤，马强，毛续飞，
申请(专利权)人：无锡清华信息科学与技术国家实验室物联网技术中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32