【技术实现步骤摘要】
一种寻找物联网最长生存时间路由的方法
本专利技术属于无线网络
，尤其涉及一种寻找物联网最长生存时间路由的方法。
技术介绍
在典型的物联网中，节点周期性采集数据，并通过网络将数据发送到汇聚节点。因此，节点不仅需要发送自身的数据，还需要转发来自其他节点的数据。每个节点将数据发送到哪个邻居节点是由物联网的路由决定的，不同路由下，物联网节点的能耗不一样，距离第一个节点电量耗尽的时间节点也不同。如何寻找路由使得第一个节点电量耗尽的时间最晚，即，物联网的生存时间最长，是待解决的技术问题。现有的方案主要寻找树状路由结构，即，路由树。在路由树中，每个节点需要将其自身的数据以及来自其他节点的数据发送到单一的邻居，即它的父节点。节点不允许将消息发送给两个及以上邻居。由于在树状路由结构下，最大化物联网生命期从计算复杂性理论的角度而言是NP难的，导致已有的方案只能找到次优的路由，或者需要消耗大量的时间。非树路由结构需要消耗一定的空间资源维护路由结构，但其可以使物联网的生存时间更长，比最优的路由树的生存时间还长。遗憾的是，目前寻...
【技术保护点】
1.一种寻找物联网最长生存时间路由的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/n(1)初始化路由，使得物联网G＝(V，E)的每条边上的消息数量为0，其中V为物联网节点集合，E为有向边集合；初始化对最优解即路由最长生存时间的估值，标记除汇聚节点外的所有节点为未发消息的节点；/n(2)选择任意一个未发消息的节点，从选中的节点出发，寻找一条安全路径到汇聚节点，若不存在安全路径，则降低对最优解的估值，直到寻找到安全路径；/n所述安全路径是指当且仅当沿着该路径增加一个数据包不会导致网络的生存时间低于当前最优解估值；/n(3)沿着安全路径更新路由，路由更新完成后，被选中的节点发出自己的消...
【技术特征摘要】
1.一种寻找物联网最长生存时间路由的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)初始化路由，使得物联网G＝(V，E)的每条边上的消息数量为0，其中V为物联网节点集合，E为有向边集合；初始化对最优解即路由最长生存时间的估值，标记除汇聚节点外的所有节点为未发消息的节点；
(2)选择任意一个未发消息的节点，从选中的节点出发，寻找一条安全路径到汇聚节点，若不存在安全路径，则降低对最优解的估值，直到寻找到安全路径；
所述安全路径是指当且仅当沿着该路径增加一个数据包不会导致网络的生存时间低于当前最优解估值；
(3)沿着安全路径更新路由，路由更新完成后，被选中的节点发出自己的消息，标记该节点为已发送消息状态；
(4)若存在未发过消息的节点，则返回执行步骤(2)，直到所有节点均发过消息，此时最优解的估值等于真实值，当前路由即为最长生存时间的路由。
2.根据权利要求1所述的一种寻找物联网最长生存时间路由的方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括：
(1.1)初始化路由f，使得物联网的任意边上的消息数量为0，即对于任意边(u，v)∈E，该边上的消息数量f(u，v)＝0，其中u，v为物联网节点，E为物联网的边的集合；
(1.2)初始化对最优解的估值b，令其大于最优的生存时间，即设置：
其中ev为节点v的初始能量值，Tx为节点发送一个数据包的能耗；
(1.3)标记除汇聚节点外的所有节点为未发消息的节点。
3.根据权利要求1或2所述的一种寻找物联网最长生存时间路由的方法，其特征在于：所述步骤(2)寻找从选中的节点v出发到汇聚节点的安全路径，方法如下：
(2.1)创建并初始化一个队列Q为空；将对最优解的估值b调整为：
其中Rx为节点接收一个数据包的能耗，Tx为节点发送一个数据包的能耗，f(w，u)为当前路由中从节点w发向u的消息个数，eu为节点u的初始能量值；
(2.2)对所有节点着色，其中汇聚节点的颜色设置为白色；对任意非汇聚节点u，若其满足条件，则将其设置为白色，否则，设置为黑色；所述条件如下：
(2.3)将所有黑色节点按y的值从大到小排序，将排序后的节点放入队列C，使得队列C的第一个节点的y值最大，最后一个节点的y值最小；
(2.4)对物联网的边的集合E中所有的边进行标记，对于任意边(u，w)∈E，若其反向有数据包，即f(w，u)＞0，则将其标记为特殊边；否则，标记为非特殊边；
(2.5)所有节点包括两类状态，即可达状态和可触状态，可达状态为1表示节点可达，为0表示不可达，可触状态为1表示节点可触，为0表示节点不可触；标记所有节点的可达状态和可触状态都为0；
(2.6)将节点v加入队列Q，标记节点v的可达状态为1；从节点v开始执行广度优先搜索，在无法搜索到汇聚节点时根据队列C降低对最优解的估值，直至寻找到从节点v出发到汇聚节点的安全路径。
4.根据权利要求3所...
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