基于正交溯源的WSN节点能量监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于正交溯源的WSN节点能量监测方法及系统，包括：数据溯源阶段和节点能耗监测阶段；所述数据溯源阶段：配置传感器节点的正交标识，确定溯源信息的载体协议，通过路由节点的正交标识与溯源数据的叠加复用实现数据包传输过程中溯源信息的标记，基站收到数据包后，通过将数据包携带的溯源数据与所辖区域内各个传感器节点的正交标识分别进行规格化内积计算，得到参与当前数据包传输的传感器节点集合；所述节点能耗监测阶段：根据数据溯源模块所得到的参与当前数据包转发的传感器节点集合，分别更新集合中各传感器节点的剩余能量值，并对剩余能量低于临界值的节点触发低能量提示。

Method and system for monitoring WSN node energy based on orthogonal traceability

The invention discloses a system and method of orthogonal WSN, node energy monitoring and tracing based on including data source stage and node energy consumption monitoring stage; the data source: orthogonal identifies the configuration of sensor nodes, determine the carrier protocol traceability information, realize the marking traceability information during the packet transmission through superposition of orthogonal multiplexing routing node identification and traceability of data, the base station receives the data packet, the data packet carrying and traceability of each sensor node in the region under the jurisdiction of the identification standard of the product are orthogonal calculation, get involved in the sensor node of the current packet transmission set; the node energy consumption monitoring stage: according to the current data packet in sensor node set the data forwarding module traceability of the residual energy of each sensor node updated separately in the collection Value, and triggers a low energy prompt for nodes with residual energy below the critical value.

【技术实现步骤摘要】
基于正交溯源的WSN节点能量监测方法及系统
本专利技术涉及无线传感器网络节点能量监测方法，特别涉及基于正交溯源的无线传感器网络节点能量监测方法及系统。
技术介绍
无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)是由部署在监测区域内，具有数据采集、通信、存储和处理能力的传感器节点构成的自组织通信系统，其中，每一个传感器为网络的一个节点，用于环境感知，并将感知的数据以多跳方式传输到基站。由于无线传感器节点能量有限，因而能量消耗问题是无线传感器网络技术的核心问题。传感器节点通常由传感模块、处理器模块、存储模块、通信模块、电源模块和嵌入式软件等组成，其中消耗能量的模块主要为传感模块、处理器模块和通信模块。根据EstrinD.Tutorial“WirelessSensorNetworks”PartIV:SensorNetworkProtocols.MobiCom.TheEightAnnualInternationalConferenceonMobileComputingandNetworkingAtlanta.Georgia,USA:ACM.2002:140-147.中给本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于正交溯源的WSN节点能量监测方法，其特征是，包括：数据溯源和节点能耗监测两个阶段；所述数据溯源阶段：对基站收到的数据包进行追溯，还原出参与该数据包传输的所有转发节点，所述数据溯源阶段包含三部分内容：(1.1)：正交溯源配置：给无线传感器网络中所有传感器节点分配正交标识，以及确定溯源信息的载体协议；(1.2)：溯源信息标记：各传感器节点对数据包中的溯源数据字段内容进行叠加复用；(1.3)提取转发节点：基站通过对溯源数据字段内容与所辖区域内各个传感器节点的正交标识进行规格化内积计算，得到参与当前数据包传输的传感器节点集合；所述节点能耗监测阶段：对基站所辖区域内所有传感器节点设置节点能耗记录表，...

【技术特征摘要】
1.基于正交溯源的WSN节点能量监测方法，其特征是，包括：数据溯源和节点能耗监测两个阶段；所述数据溯源阶段：对基站收到的数据包进行追溯，还原出参与该数据包传输的所有转发节点，所述数据溯源阶段包含三部分内容：(1.1)：正交溯源配置：给无线传感器网络中所有传感器节点分配正交标识，以及确定溯源信息的载体协议；(1.2)：溯源信息标记：各传感器节点对数据包中的溯源数据字段内容进行叠加复用；(1.3)提取转发节点：基站通过对溯源数据字段内容与所辖区域内各个传感器节点的正交标识进行规格化内积计算，得到参与当前数据包传输的传感器节点集合；所述节点能耗监测阶段：对基站所辖区域内所有传感器节点设置节点能耗记录表，用于记录各节点的当前能量值；当收到数据包时，按照所述数据溯源阶段(1.3)得到参与该数据包传输的传感器节点集合，将集合中各传感器节点的当前能量值减去一个单跳转发能耗值，并将剩余能量值存入该节点的能耗记录表；通过能耗记录表对各节点的剩余能量进行监测。2.如权利要求1所述的方法，其特征是，(1.1)：正交溯源配置，包括以下两个子步骤：步骤(1.1.1)：分配正交标识；无线传感器网络中的任意一个传感器节点Noder均分配有一个唯一且与其他传感器节点互为正交的正交标识Vr＝(vr,1,vr,2,…,vr,n)，vr,k＝1或-1,k＝1,2,…,n,n表示正交标识的维数；r＝1,2,…,R,R表示传感器节点的个数；Noder表示第r个传感器节点；Vr表示第r个传感器节点的正交标识；vr,n表示第r个传感器节点的正交标识的第n项；步骤(1.1.2)：确定载体协议；选取溯源信息的载体协议，根据载体协议的语法规则，在数据包的首部或数据包间隔位置设置溯源数据字段，用于携带溯源信息。3.如权利要求1所述的方法，其特征是，(1.2)：标记溯源信息；数据包的源发送节点，在发送数据之前，将自己的正交标识写入当前数据包的溯源数据字段；数据包在传输过程中，每经过一个路由节点，在转发数据之前，该路由节点执行以下步骤：步骤(1.2.1)读取当前数据包的溯源数据字段值Wk＝(wk,1,wk,2,…,wk,n)；步骤(1.2.2)将溯源数据字段值Wk与自己的正交标识V＝(v1,v2,…,vn)按公式1进行叠加运算；Wk+1＝Wk+V(公式1)其中：Wk+1＝(wk+1,1,wk+1,2,…,wk+1,n)；wk+1,i＝wk,i+vi,i＝1,2,…,n步骤(1.2.3)将运算后的叠加编码Wk+1写入数据包的溯源数据字段。4.如权利要求1所述的方法，其特征是，(1.3)：提取路由节点；基站收到数据包后，执行以下子步骤：步骤(1.3.1)：从数据包首部取出溯源数据字段值W＝(w1,w2,…,wn)；步骤(1.3.2)：用基站所辖区域内各节点的正交标识分别与W进行规格化内积计算；设Vt＝(vt,1,vt,2,…,vt,n)为所辖区域内任意节点Nodet的正交标识，则规格化内积计算公式如公式2；若内积值τt≠0，则表示节点Nodet参与数据包的转发，若内积值τt＝0，则表示该节点未参与数据包的转发；步骤(1.3.3)：得到参与当前数据包传输的转发节点集合C＝{Nodet|τt≠0}，即：内积值不等于零的节点的集合。5.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述节点能耗监测阶段：设N＝{node1,nod...

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