[发明专利]一种基于蜂窝结构和坐标定向的RFID路由算法

说明书

技术领域

本发明涉及RFID无线传感器网络技术领域，具体涉及一种基于蜂窝结构和坐标定向的RFID路由算法。

背景技术

物联网RFID节点(具有WSN功能的RFID阅读器)在工作过程中，为了使数据能在无线RFID节点间高效地向目标汇集，路由问题是其首要考虑的问题。

现有的WSN路由不等同于RFID路由，二者之间既有相似之处，也有差异之别。其相同点是：均为无线多跳的通信协议。其差异之处为：①RFID节点的主要任务是对区域内物品标签的碰撞识别、读写，其次才是作为中间节点将数据面向目标节点汇集转发，其区域内标签数对其作为中间节点能用于数据转发的工作带宽有影响；②WSN的节点大量散布在无人区，而多个sensor采集同一片区域的重叠数据在从sensor节点到sink的过程中极易消耗能量，其供电电池的替换缺乏可操作性，节能是其考虑的首要因素，故WSN路由协议主要是从如何提高能量利用率的角度来考虑路由的优化；而在物联网环境下RFID节点主要处在供应链领域，能量只是其考虑的因素之一，而不是主要因素。且现有的某些路由协议(如DREAM)还是存在一些缺陷的。

目前现有的WSN路由协议很多，其中具有代表性的平面型路由协议有：洪泛(Flooding)路由协议、信息协商传感器协议SPIN、定向扩散(Directed Diffusion)路由协议、谣传(Rumor)路由协议、闲聊(Gossiping)路由协议和前向主动查询ACQUIRE路由协议。典型的基于地理位置信息的路由协议有LAR(Location-Aided Routing)路由协议、GAF(Geographical Adaptive Fidelity)路由协议、GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)路由协议、能量位置意识路由GEAR等。基于簇的路由协议主要有：低能量自适应聚类分层LEACH、能量有效性数据收集协议PEGASIS、敏感阈值能量有效TEEN、周期性自适应敏感闭值能量有效路由APTEEN、HeeD协议、TTDD路由协议、多层聚类算法等。

定向区域泛洪路由协议DREAM，该协议中源节点和每个中间节点分别计算自己到目标节点的方向，确定期望域和转发域后，源节点和中间节点均将数据分组转发给转发域的所有一跳邻节点，直到数据分组成功递交给目标节点。

物联网RFID路由研究很少，卢旭认为RFID路由等同于WSN路由(卢旭，基于簇的RFID传感器网络路由协议研究，广东工业大学工学硕士学位论文，2009年5月)；Cabrera提出的基于WSN和RFID的智能家居中其无线路由仍采用WSN的简单多跳通信协议(Cabrera Altamirano Ivan,Rodriguez Henriquez Francisco,A scalable intelligent room based on wireless sensor networks and RFIDs,Program and Abstract Book-2010 7th International Conference on Electrical Engineering,Computing Science and Automatic Control,CCE 2010,p434-439)。

以上各种方法的缺点分别在于：

(1)基于地理位置信息的路由协议，侧重于单从地理位置信息的角度出发研究路由问题；基于簇的路由协议，则侧重于单从簇的角度研究路由问题，未能将地理位置信息和簇等因素整合起来，综合地考虑路由问题。

(2)大多数研究人员所研究的是WSN路由而非真正意义上的物联网RFID路由。

理由如下：两者均为一种无线多跳的通信协议；但其差异之处为：①RFID节点的主要任务是对区域内物品标签的碰撞识别、读写，其次才是作为中间节点将数据面向目标节点汇集转发，其区域内标签数对其作为中间节点能用于数据转发的工作带宽有影响；②WSN的节点大量散布在无人区，而多个sensor采集同一片区域的重叠数据在从sensor节点到sink的过程中极易消耗能量，其供电电池的替换缺乏可操作性，节能是其考虑的首要因素，故WSN路由协议主要是从如何提高能量利用率的角度来考虑路由的优化；而在物联网环境下RFID节点主要处在供应链领域，能量只是其考虑的因素之一，而不是主要因素。

由此可见，RFID节点与WSN节点主要任务、工作环境及上下文因素等有不同，两者路由仍存在很大差异，RFID路由不能简单地等同于WSN路由，目前此领域的研究仍处于待开拓状态。