[发明专利]一种传感器网络中移动Sink节点位置信息获取方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感网络技术领域，涉及无线传感网络的路由技术，具体涉及一种传感器网络中移动Sink节点位置信息获取方法。

背景技术

无线传感网（Wireless Sensor Networks，WSN）的典型工作方式为：大量的传感器节点部署在监测区域周围，传感器节点通过自组织的方式迅速的构建成一个网络系统。如图1所示，在传感器网络中，每个传感器节点(Sensor node)将采集的探测信息通过接力传输的方式发送到汇聚节点(Sink node)，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

无线传感网络的路由技术一直都是业界的研究热点，而基于地理位置信息路由算法因为协议简单，可扩展性好，具有很高的鲁棒性等特点，在近些年应用得越来越多。该路由技术中节点通过GPS或者其他定位方法来获取自身位置信息，通过交互的方式获得各自无线通信半径范围内节点的地理位置信息。当源节点向目的Sink节点传输数据时，将目的Sink节点的位置信息封装在数据包中，当前节点根据目的节点的地理位置信息选择邻居节点当中距离Sink节点最近的节点作为下一跳，直至将数据包传输到Sink节点。基于地理位置路由协议的基本原理是利用Sink节点的位置信息来实现下一跳的路由选择，因此源节点在向Sink节点发送数据之前必须预先获取目的Sink节点的位置信息。当前国内外关于Sink节点位置获取主要有三种典型算法XYLS，SLURP，和GLS算法。XYLS算法通过目的Sink节点向南北方向发送位置声明数据包，源节点向东西方向发送位置请求数据包。通过此“中间人”节点，源节点获取到目的节点的位置信息。但是当Sink节点频繁更换位置时，请求信息必须通过边界节点的反复转发才能获取，严重影响了边界节点的能量消耗，缩短了网络寿命。SLURP算法将网络划分为网格，并将目的Sink节点映射到某一个固定网格，该网格中的节点都存放Sink节点的信息。因此Sink节点移动到源节点附近时，源节点可能还是需要去离自己很远的区域位置服务区请求位置信息。GLS算法将网络区域划分为许多小方形网格，然后将网格组织成树型的网格结构。一级级的向上层请求位置信息。但是当节点移动的时候位置更新开销较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种传感器网络中移动Sink节点位置信息获取方法，在保证通信实时性和准确性的前提下，减少由于节点移动造成的位置更新负担，减少节点位置信息请求路径，降低边界节点的能量消耗，延长传感器网络寿命。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种传感器网络中移动Sink节点位置信息获取方法，该方法为：

1)将整个传感器网络划分为若干个基本的单元网格，每一个单元网络即一级网格；用K×K个一级网格组织成二级网格；所述一级网格边长取值范围为20～50m；所述二级网格边长取值范围为1/3～1/4倍传感器网格边长；确定每一个二级网格的ID，并确定各二级网格内的一级网格的局部ID；可以看出，当传感器网络大小确定后，根据上述描述可以确定K的大小。

2)为传感器网络中的每一个目的Sink节点分配一个ID，利用目的Sink节点的ID和静态映射函数，将所述映射目的Sink节点的位置映射到二级网格，然后再映射到该二级网格中的一级网格中，该一级网格即目的Sink节点的位置服务器，同时以目的Sink节点所在的一级网格为代理位置服务器；

3)传感器网络扫描检测传感器网络中节点的位置变化和位置请求信息，当传感器网络中目的Sink节点位置发生改变时，目的Sink节点发送一个位置更新信号，传感器网络检测到位置更新信号时，进入4）；若传感器网络中源节点要通过地理路由发送一个数据包到目的Sink节点，则源节点先请求目的Sink节点的确切的位置信息，然后发出一个位置请求信号，传感器网络检测到位置请求信号时，进入5）；

4)判断目的Sink节点是否移动到代理位置服务器更新范围外，若是，则将目的Sink节点移动后所在的一级网格为新的代理位置服务器，且更新前的代理位置服务器保存新的代理位置服务器的位置信息T时间，位置更新过程结束，进入3）；否则，更新代理位置服务器中目的Sink节点的新位置信息，位置更新过程结束，进入3）；所述代理位置服务器更新范围是指以所述代理位置服务所在的一级网格为中心，边长为1～1.5倍一级网格边长的正方形区域；

5)源节点向临时位置服务器请求目的Sink节点的新位置信息；