一种无线传感器网络sink节点收集数据的方法及装置制造方法及图纸

一种无线传感器网络sink节点收集数据的方法及装置，属于网络通讯技术领域。本发明专利技术首先，根据传感器节点的位置信息和通信半径生成传感器节点的网络拓扑图，并根据生成的网络拓扑图确定最小连通支配集；然后，根据旅行商问题TSP获得所述最小连通支配集的最短遍历路径长度；最后，若所述最小连通支配集的最短遍历路径长度小于等于门限值，则所述最小连通支配集为汇聚节点集，sink节点通过所述最小连通支配集的最短遍历路径收集所述汇聚节点集中各汇聚节点的数据。本发明专利技术实施例在保证传感器网络中数据时延性要求的条件下有效减少了无线传感器的多跳传输，既保证了传输数据的准确性又节省了能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线传感器网络sink节点收集数据的方法及装置，属于网络通讯

技术介绍
在传感器网络中，节点通过各种方式大量部署在被感知对象内部或者附近，这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式感知、采集和处理网络覆盖区域中特定的信息，可以实现对任意地点信息在任意时间的采集，处理和分析。一个典型的传感器网络的结构一般包括传感器节点或传感器节点群、sink节点、互联网和用户界面等,其中sink节点在无线传感器网络指汇聚节点，主要负责传感器网与外网的连接。由于传感器节点的电池能量有限，且在实际应用中一般不可能更换电池，导致无线传感器网络的寿命一般比较短，因此节省能耗一直是无线传感器网络研究的首要问题。目前无线传感器网络中为了节省传输能耗普遍采用的方法为首先，传感器节点互相通信组成网并通过多跳的方式连接到sink节点，然后，sink节点收集所有节点的数据后，通过网关完成和外网的连接。但是由于sink节点的环游路径长度、sink节点的速度、传感器节点缓冲区大小以及sink节点的电池续航能力等诸多因素的制约，导致sink节点并不能遍历每一个传感器节点以进行数据的收集，加上sink节点遍历整个监测区域的数据需要很长时间(一般需要几个小时)以及无线传感器网络本身的时延较大的因素，所以采用这种方法进行数据传输时延严重，并且容易导致传感器节点接收数据错误
技术实现思路
本专利技术提供了一种的方法及装置，以解决现有技术中sink节点不能收集传感器网络中每一个传感器节点的数据以及数据传输时延严重等问题，为此本专利技术采用如下的技术方案一种无线传感器网络sink节点收集数据的方法，包括根据传感器节点的位置信息和通信半径生成传感器节点的网络拓扑图，并根据生成的网络拓扑图确定最小连通支配集；根据旅行商问题TSP获得所述最小连通支配集的最短遍历路径长度；若所述最小连通支配集的最短遍历路径长度小于等于门限值，则所述最小连通支配集为汇聚节点集，sink节点通过所述最小连通支配集的最短遍历路径收集所述汇聚节点集中各汇聚节点的数据。一种无线传感器网络sink节点收集数据的装置，其特征在于，包括拓扑图生成模块，用于根据传感器节点的位置信息和通信半径生成传感器节点的网络拓扑图；最小连通支配集确定模块，用于根据所述拓扑图生成模块生成的网络拓扑图确定最小连通支配集；最短遍历路径确定模块，用于根据旅行商问题TSP获得所述最小连通支配集确定模块确定的最小连通支配集的最短遍历路径长度；判断模块，用于判断所述最短遍历路径确定模块确定的最短遍历路径长度是否小于等于门限值，若是，则执行遍历模块；遍历模块，用于确定所述最小连通支配集确定模块确定的最小连通支配集为汇聚节点集，sink节点通过所述最短遍历路径确定模块确定的最小连通支配集的最短遍历路径收集所述汇聚节点集中各汇聚节点的数据。本专利技术实施方式提供的技术方案通过选取最小连通支配集中的节点作为汇聚节点，以使其它节点将数据发送给其最短跳路径的汇聚节点，sink节点只需通过最短遍历路径收集所有汇聚节点存储的数据即可，在保证传感器网络中数据时延性要求的条件下有效减少了无线传感器的多跳传输，既保证了传输数据的准确性又节省了能耗。附图说明 为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本专利技术所述的一种无线传感器网络sink节点收集数据的方法流程示意图；图2是本专利技术以N个传感器节点随机布设在一个MXM平方米的正方形区域内为例sink节点收集数据的方法流程示意图；图3是本专利技术所述一种无线传感器网络sink节点收集数据的装置结构示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施方式提供的一种无线传感器网络sink节点收集数据的方法，如图I所示，包括11、根据传感器节点的位置信息和通信半径生成传感器节点的网络拓扑图。12、根据生成的网络拓扑图确定最小连通支配集。13、根据旅行商问题TSP (Traveling Salesman Problem)获得所述最小连通支配集的最短遍历路径长度。14、若所述最小连通支配集的最短遍历路径长度小于等于门限值，则所述最小连通支配集为汇聚节点集，sink节点通过所述最小连通支配集的最短遍历路径收集所述汇聚节点集中各汇聚节点的数据。具体地，门限值为sink节点最大路径遍历长度,具体为sink节点的移动速度和无线传感器网络最大延迟容忍时间的乘积。进一步，若所述最小连通支配集的最短遍历路径长度大于门限值，则计算所述最小连通支配集中每个节点的权重，将计算出的每个节点的权重进行比较，选出权重最小的节点移出所述最小连通支配集，并重新执行步骤13，直到获得的最小连通支配集的最短遍历路径长度小于等于门限值，则所述最小连通支配集为汇聚节点集，sink节点通过所述最小连通支配集的最短遍历路径收集所述汇聚节点集中各汇聚节点的数据。具体地，计算所述最小连通支配集中每个节点的权重w(x)，包括_本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种无线传感器网络Sink节点收集数据的方法，其特征在于，包括 根据传感器节点的位置信息和通信半径生成传感器节点的网络拓扑图，井根据生成的网络拓扑图确定最小连通支配集； 根据旅行商问题TSP获得所述最小连通支配集的最短遍历路径长度； 若所述最小连通支配集的最短遍历路径长度小于等于门限值，则所述最小连通支配集为汇聚节点集，Sink节点通过所述最小连通支配集的最短遍历路径收集所述汇聚节点集中各汇聚节点的数据。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，还包括 若所述最小连通支配集的最短遍历路径长度大于门限值，则计算所述最小连通支配集中每个节点的权重，将计算出的每个节点的权重进行比较，选出权重最小的节点移出所述最小连通支配集，并重新获得所述移出节点后的最小连通支配集的最短遍历路径长度，直到获得的最小连通支配集的最短遍历路径长度小于等于门限值，则所述最小连通支配集为汇聚节点集，sink节点通过所述最小连通支配集的最短遍历路径收集所述汇聚节点集中各汇聚节点的数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在干，所述计算所述最小连通支配集中每个节点的权重W(X),包括4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述门限值为sink节点最大路径遍历长度，具体为sink节点的移动速度和无线传感器网络最大延迟容忍时间的乘积。5.ー种无线传感器网络sink节点收集数据的装置，其特征在于，包括 拓扑图生成模块，用于根据传感器节点的位置信息和通信半...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁杰，刘丹谱，朱诗兵，李长青，尹长川，郝建军，罗涛，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：