网络数据集搜索方法技术

本发明专利技术涉及一种网络数据集搜索方法，在一个无线传感器网络中任意指定源节点开始，通过受限的消息传播(搜索消息在节点中的传播控制在源节点附近一个尽可能小的范围内)，寻找存储了某个数据集的较小节点集。该方法在每个节点中分布式的实现，被搜索的节点集在搜索过程中动态变化，实现一种累积式的搜索，被搜索节点集逐步扩大，直到被搜索数据集中的所有数据的存储位置都被找到。

Network data set searching method

The invention relates to a network data set search method, specify any source node start in a wireless sensor network, through Limited dissemination of news (news spread in the search node in the control range in the vicinity of a source node as small as possible, within) looking for storage of smaller nodes of a data set. The realization method of distributed in each node of the search node is set, dynamic changes in the search process, to achieve a cumulative search, search node set gradually expanded, until all the data storage location search data set are found.

【技术实现步骤摘要】
网络数据集搜索方法
本专利技术属于网络
，具体涉及一种网络数据集搜索方法。
技术介绍
无线传感器网络包含大量的传感器节点，可感知周围的信息，能够感知的信息有：环境温度、湿度、甚至是否有某种动物经过等等。基于无线传感器网络的应用常需要对一个数据集进行搜索，即按照一个信息的取值集合来进行相关信息的匹配和查找。如在部署了传感器网络的动物园管理的应用，常需要从某个指定传感器节点开始寻找最近的麋鹿、豺狼和虎豹经过的传感器节点记录（这里的麋鹿、豺狼和虎豹即为被搜索的数据集）。这就需要传感器网络能够从任意节点开始通过查询消息的路由，找到最近的、存储在某些传感器节点上的数据集。为在无线传感器网络中有效的处理这种对一个数据集的搜索，需要一个有效的集合搜索方法，使得能够通过尽可能少的消息传递、在尽可能小的传感器搜索范围内，找到离某个指定节点最近的存储了被搜索数据集的一个节点集。最直接的方法是由无线传感器网络中的Sink节点（总控节点）向全网广播数据集搜索请求，所有接收到搜索请求的节点查找自己的本地采集数据，检查是否有满足搜索请求的数据记录，如果有，则向Sink节点返回匹配数据集，同时向周围节点继续传播搜索请求，直到全网节点都收到集合搜索请求并做了相应处理。现有的向全网广播的方法能够找到全网内所有包含被搜索数据集的节点，但广播的方式会消耗大量的消息传递，且很多应用不需要找到存储了被被搜索数据集的所有节点，费时费力。目前,通过尽可能少的消息传递、在尽可能小的传感器搜索范围内，找到被搜索的数据集的搜索方法未见报道。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提出了一种网络数据集搜索方法，该方法能够在一个无线传感器网络中任意指定源节点开始，争取通过受限的消息传播，找到搜索目标，减少了搜索数据集的消息传递量，能够大幅提高无线传感器网络生命期。本专利技术的技术方案为：网络数据集搜索方法，在一个无线传感器网络中任意指定源节点开始，通过受限的消息传播(搜索消息在节点中的传播控制在源节点附近一个尽可能小的范围内)，寻找存储了某个数据集的较小节点集；该方法在每个节点中分布式的实现，被搜索的节点集在搜索过程中动态变化，实现一种累积式的搜索，被搜索节点集逐步扩大，直到被搜索数据集中的所有数据的存储位置都被找到。所述搜索方法是基于消息的分布式传播，包括search消息、ack消息、和research消息,在搜索过程中,符合搜索条件的中间结点称为center节点。所述search消息按生成树(spanning)方式发送，用于进行数据集的累积查找，search消息包含四部分内容：1）要搜索的数据集；2）转发此消息的上一跳节点标识；3）初始化此消息的center节点标识；4）此消息目前传递的跳数。所述ack消息为单播发送，用于存储了被搜索数据集中数据的节点向center节点汇报，ack消息包含四部分内容：1)找到的数据集；2)找到的数据集的节点标识;3)该消息的下一跳节点标识;4)该消息的目的地center节点标识。所述research消息为多播发送，用于center节点通知其子节点进行下述两种动作：a)停止search消息传递；b)或成为下一级center节点继续新search消息传递。所述消息包含三部分内容：1）指定的下一级center的标识；2）指定的由下一级center节点负责搜索的数据集；3）下一跳节点集。本专利技术具有如下有益效果：1）此方法将search消息按照生成树（spanning）方式进行传播，且将传播范围限制在出发节点附近、存储了被搜索数据集的节点集上，极大地减少了参与搜索的节点个数，从而大大减少了消息传播数量。2）新center节点找到后向上一级center节点的返回ack消息的传播过程是单播过程，能够大大减少消息的传播数量。3）center节点通知leaf节点停止或成为下一级center的过程是多播过程，能够大大减少消息的传播量。4）本专利技术减少了搜索数据集的消息传递量，能够大幅提高无线传感器网络生命期。附图说明图1表示本专利技术所述方法搜集无线传感器网络数据集的示意图。图中，1.网络中的一般的节点；2.表示网络中的leaf节点;3.search消息的发送;4.ack消息向center节点的单播返回4。具体实施方式以下结合实施例进一步说明。本专利技术能够在一个无线传感器网络中任意指定源节点开始，争取通过受限的消息传播(搜索消息在节点中的传播控制在源节点附近一个尽可能小的范围内)，寻找存储了某个数据集的较小节点集。该方法在每个节点中分布式的实现，被搜索的节点集在搜索过程中动态变化，实现一种累积式的搜索，被搜索节点集逐步扩大，直到被搜索数据集中的所有数据的存储位置都被找到。如图1所示，网络中包含了一般的节点1、算法所用到的网络中的leaf节点2和search消息的发送3，该发送由实心的箭头表示，另外还包含了代表ack消息向center节点的单播返回4，图中用虚线表示。本方法的实现基于消息的分布式传播，首先介绍本方法所使用的三类消息，search消息、ack消息、research消息：search消息：该类消息按生成树(spanning)方式发送，用于进行数据集的累积查找。此类消息包含4部分内容：1）此消息要搜索的数据集，记为search.Q；2）转发此消息的上一跳节点标识，记为search.from；3）初始化此消息的center节点标识，记为search.fromCenter；4）此消息目前传递的跳数，记为search.hop。ack消息：该类消息为单播发送，用于存储了被搜索数据集中数据的节点向center节点汇报。该消息3部分内容：1)找到的数据集，记为ack.found；2)找到ack.found数据集的节点标识，记为ack.source；3）该消息的下一跳节点标识，记为ack.next；4)该消息的目的地center节点标识，记为ack.toCenterresearch消息：该类消息为多播发送，用于center节点通知其leaf节点进行下述两种动作：a)停止search消息传递，b)或成为下一级center节点继续新search消息传递。此类消息包含2部分内容：1）指定的下一级center的标识，记为research.newCenter；2）指定的由下一级center节点负责搜索的数据集，记为research.Q；3）下一跳节点集，记为research.nextspong消息：该类消息为单播1跳消息，用于将自己的标识通知search消息形成的父节点，以便让父节点添加到发送此pong消息的路由。此类消息包含2部分内容：1)发送该消息的节点标识，记为pong.from；2）该消息的下一跳目的节点标识，记为pong.to；每个节点维护有反向路由表和正向路由表：反向路由表由pong消息在各节点上形成；正向路由表在search消息传递过程中再各节点中形成。具体的形成过程可参考下面的分布式算法实现过程。初始时，每个节点的反向和正向路由表都为空集。如图1为例，本专利技术提出的方法以下面所述各节点上的分布式执行，实现了从出发节点开始搜索数据集query={1,2,3,4,5}，以一种累积的方式逐步找到数据集中所有数据的过程：令出发节点作为cente本文档来自技高网...

【技术保护点】
网络数据集搜索方法，所述搜索方法是基于消息的分布式传播，包括search消息、ack消息和research消息, 其特征在于：在搜索过程中,符合搜索条件的中间结点称为center节点，在一个无线传感器网络中任意指定源节点开始，通过受限的消息传播(搜索消息在节点中的传播控制在源节点附近一个尽可能小的范围内)，寻找存储了某个数据集的较小节点集；该方法在每个节点中分布式的实现，被搜索的节点集在搜索过程中动态变化，实现一种累积式的搜索，被搜索节点集逐步扩大，直到被搜索数据集中的所有数据的存储位置都被找到。

【技术特征摘要】
1.网络数据集搜索方法，所述搜索方法是基于消息的分布式传播，包括search消息、ack消息和research消息,其特征在于：在搜索过程中,符合搜索条件的中间结点称为center节点，在一个无线传感器网络中任意指定源节点开始，通过受限的消息传播(搜索消息在节点中的传播控制在源节点附近一个尽可能小的范围内)，寻找存储了某个数据集的较小节点集；该方法在每个节点中分布式的实现，被搜索的节点集在搜索...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金鹤，
申请(专利权)人：王金鹤，
类型：发明
国别省市：山东,37