[发明专利]无线网络内基于扩展环同步的区域路由建立方法

说明书

技术领域

本发明属于无线网络路由构建技术领域，具体涉及一种无线网络内基于扩展环同步的区域路由建立方法。

背景技术

在一些基于异构节点的无线传感网络中，网络存在两种或两种以上不同的节点类型。对于存在两种节点类型的网络，称数量较多的负责感知功能的节点为传感节点，计算和通信能力得到增强的为增强型节点。增强型节点之间可以使用专用的无线信道进行通信，每一个增强型节点要负责维护其所在区域的传感节点并与之建立路由连接，称该路由为区域路由，如图1所示。

对于区域路由的建立，一般方式是让每一个增强型节点在全网（或较大生存跳数半径范围内）发起一次路由请求消息RREQ的广播，每一个传感节点分析收到的每一个增强型节RREQ消息所携带的跳数、能量指示等指标（Metrics），进而做出最为合理的路由选择。虽然这种路径选择方式可以让大部分传感节点选择最合理的增强型节点并加入其区域，但显然，过多的广播消息的产生使得以这种方式建立区域路由的能量开销过大。

发明内容

本发明目的在于提供一种无线网络内基于扩展环同步的区域路由建立方法，解决了现有技术中无线传感网络建立区域路由的能量开销过大等技术问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种无线网络内基于扩展环同步的区域路由建立方法，所述无线网络内设置有控制中心、网关节点、负责感知功能的传感节点以及负责传感节点维护和路由连接的增强型节点；其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）控制中心向网关节点发送LARES同步控制消息，所述网关节点将LARES同步控制消息向增强型节点广播；

（2）增强型节点接受到LARES同步控制消息后，读取LARES同步控制消息获得等待跳数时间信息；

（3）增强型节点等待LARES同步控制消息的等待跳数时间后，向其所在区域内传感节点广播LARE控制消息，并通过扩展环同步建立其所在区域的区域路由。

优选的，所述方法步骤（3）中将节点之间发送或转发LARE控制消息以及传感节点回复RREP消息到节点并选择加入增强型节点视为原子操作，并在每次原子操作后设置原子操作间隔时间进行同步处理。

优选的，所述方法步骤（3）中原子操作时间间隔的设定满足数据包在网络中最长路径中传播时，其最大可能的原子操作累计时间误差小于原子操作时间间隔。

优选的，所述方法中增强型节点对LARES同步控制消息的收发包括以下步骤：

A)增强型节点收到LARES同步控制消息后，判断是否第一次处理LARES同步控制消息；当第一次处LARES同步控制消息时，按LARES同步控制消息提供路径创建网关节点的路由项，按步骤C）进行，否则判断LARES同步控制消息提供的路径是否更近；

B)LARES同步控制消息提供的路径更近时，按照LARES同步控制消息提供的新路径方向和跳数信息更新网关节点路由项，否则结束方法；

C)更新LARES同步控制消息的跳数、LARE等待时间和能量指示字段，将更新后的LARES同步控制消息广播至下一跳邻居节点；然后开启LARE发送等待定时器等待发送LARE广播信息。

优选的，所述方法中传感节点对LARE控制消息的收发包括以下步骤：

a）传感节点收到增强型节点建立的LARE控制消息，创建增强型节点方向的路由项，开启RREP发送定时器等待原子操作间隔时间；

b）RREP发送定时器超时之后从所有收到其LARE控制消息的增强型节点中选择能量较优的节点，发送RREP消息，开启RREP发送定时器等待原子操作间隔时间；

c）传感节点判断RREP发送定时器超时之前RREP消息是否发送成功；当发送成功时，LARE发送定时器超时之后从所有收到其LARE控制消息中选择合适的区域，并发送RREP消息到该区域的增强型节点；否则重新选择增强型节点，并向其发送RREP消息。

本发明得到一种无线网络区域路由的同步建立算法，通过将区域路由建立操作过程原子化，即提出了一种原子操作的概念，规定好路由建立过程的各个原子操作，并在相邻原子操作插入一定长度的时间间隔，进而提高多个区域路由建立过程的同步精度。