一种软件定义传感网集中式路由计算方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种软件定义传感网集中式路由计算方法
本专利技术属于移动通信技领域，特别涉及了一种软件定义传感网集中式路由计算方法。
技术介绍
无线传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSNs)是一种分布式传感网络，由大量按需部署的各类传感器节点组成。这些节点具有自组织、自恢复和自适应的特点，通过无线通信的方式协同感知和采集监测区域内的信息。WSNs低成本、低功耗和传感器多功能的特性使其在环境感测，栖息地监测和跟踪，军事防御等领域被广泛应用，引发了无线传感器及其相关研究领域对人类世界的变革。随着WSNs的快速发展，关于WSNs的研究在取得了突破性进展的同时，WSNs也存在着固有的缺点。一方面，传统的WSNs一般为具体应用而设计，各个节点的行为属性在部署时已确定，很难再更改；另一方面，由于节点资源有限(如处理器，内存，能量等)，难以实现全局网络优化和智能管理。为解决以上问题，我们将基于OpenFlow的软件定义网络(Software-DefinedNetwork，SDN)架构引入WSNs领域。SDN是一个新兴的网络架构，有希望改变当前网络基础设施的局限性。一方...
【技术保护点】
一种软件定义传感网集中式路由计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据上层应用需求，数据转发平面中的异构节点向中央控制器报告当前的位置和剩余能量信息；(2)根据数据转发平面中异构节点报告的信息以及网络限制条件，中央控制器将路由计算问题建模成一个最优化问题：首先建立网络模型，然后将网络分簇并选取簇首节点，最后在簇首节点之间建立多跳路由；(3)根据计算出的路由信息，中央控制器以“流表”的形式将需要完成的数据采集任务和路径信息传递给网络中的节点；(4)数据转发平面中的节点按照“流表”采集数据并上传给中央控制器。
【技术特征摘要】
1.一种软件定义传感网集中式路由计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据上层应用需求，数据转发平面中的异构节点向中央控制器报告当前的位置和剩余能量信息；(2)根据数据转发平面中异构节点报告的信息以及网络限制条件，中央控制器将路由计算问题建模成一个最优化问题：首先建立网络模型，然后将网络分簇并选取簇首节点，最后在簇首节点之间建立多跳路由；(3)根据计算出的路由信息，中央控制器以“流表”的形式将需要完成的数据采集任务和路径信息传递给网络中的节点；(4)数据转发平面中的节点按照“流表”采集数据并上传给中央控制器。2.根据权利要求1所述软件定义传感网集中式路由计算方法，其特征在于，步骤(2)的具体步骤如下：(201)建立网络模型网络区域大小为M×M，G＝(V,E)表示网络的有向图，其中V表示节点集，包括普通传感器节点集V1、软件定义传感节点集V2、控制节点集V3以及一个中央控制器，E表示有向边集；(202)确定网络分簇并选取簇首节点从软件定义传感节点中选出部分节点作为簇首节点，并将网络分成若干簇，剩下的没有被选作簇首节点的软件定义传感节点被当作普通传感节点，每个簇包含一个簇首节点和一些普通传感节点，簇内普通传感节点通过单跳将数据发送给簇首节点，簇首节点对数据进行压缩；W(t)∈V2表示t时刻的簇首节点集，U(t)∈V1+V2-W(t)表示t时刻的非簇首节点集；设节点u的有效通信半径为Du，节点u和节点w之间的距离为duw，则节点u和节点w能够通信当且仅当duw≤Du，其中，u∈U(t)，w∈W(t)；(u,w)表示节点u和节点w之间的链路，所有簇内节点和簇首节点能够通信的链路组成一个链路集：ε＝{(u,w)|duw≤Du,u∈U(t),w∈W(t)}，f(u,w)(t)表示t时刻经过链路(u,w)上的流，则在单位时间内节点u发送f(u,w)(t)bits数据所消耗的能量为：其中，d0是距离阈值，Eelect为射频能耗系数，Efs和Emp分别为不同信道传播模型下的功率放大电路能耗系数，当传输距离小于d0时，信道传输模型为自由空间信道模型，此时功率放大电路系数为Efs，当传输距离大于d0时，信道传输模型为多径衰落信道模型，此时功率放大电路系数为Emp，则在单位时间内节点u接收f(u,w)(t)bits数据所消耗的能量为：设表示非簇首节点u的能量负载，表示簇首节点w的能量负载，则有：其中，Eu表示非簇首节点u的剩余能量，EU表示节点u的初始能量；Ew表示簇首节点w的剩余能量，EW表示节点w的初始能量；利用Jain公平指数，得能量平衡因子ξ为：
【专利技术属性】
技术研发人员：燕锋，丁翠，尹浩浩，夏玮玮，沈连丰，张静，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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