[发明专利]一种面向消防的无线传感器执行器网络的路由方法

说明书

一种面向消防的无线传感器执行器网络路由方法，包括以下步骤：确定执行器节点数量和传感器节点位置；利用加权维诺图方法将无线消防系统网络分成多个簇；根据每个簇的拓扑信息，使用度约束最小生成树计算路由路径；每个簇均由一个执行器节点和一组传感器节点组成，执行器节点之间相互交换剩余能量信息，并把路由表和收到的能量信息发送给自己簇内的每一个传感器节点；簇内的每一个传感器节点都按照接收到的路由表向执行器节点传输剩余能量信息数据。本发明技术方案中使用度约束最小生成树算法来计算消防网络中执行器节点和传感器节点间的路由路径，在减少网络能耗的同时，还提升了网络节点能量消耗的公平性。

技术领域

本发明涉及无线网络技术领域，具体涉及一种面向消防的无线传感器执行器网络路由方法。

背景技术

火灾作为现代城市的主要灾害，越来越受到人们的广泛关注。随着经济和技术的不断发展，城市高层建筑、地下工程、商场、人员密集场所、加油站等日益增多，灭火救助的难度也在相应增加，同时对消防通信的要求也越来越高，目前已经不仅仅停留在保证消防通信实时性，减少网络节点整体能耗上，还要求提升网络节点能耗的公平性，即各个同类节点的能耗尽量均匀，这样才能避免关键节点耗尽能量而导致网络无法运行，导致发生火灾时造成重大损失。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种面向消防的无线传感器执行器网络路由方法。包括以下步骤：

确定执行器节点数量和传感器节点位置；

利用加权维诺图方法将面向消防的无线传感器执行器网络分成多个簇；

根据每个簇的拓扑信息，使用度约束最小生成树计算路由路径；

每个簇均由一个执行器节点和一组传感器节点组成，执行器节点之间相互交换剩余能量信息，并把路由表和收到的能量信息发送给自己簇内的每一个传感器节点；

簇内的每一个传感器节点都按照接收到的路由表向执行器节点传输剩余能量信息数据。

进一步的，在所述加权维诺图中，令Λ＝{A₁,A₂,A₃...A_N}为2D监控平面内不同执行器节点的集合，为每个执行器节点的剩余能量，为每个执行器节点的执行能力，则加权维诺图可以表示为：

记执行器节点的加权维诺图为V_Λ′，则有

进一步的，所述度约束最小生成树具体方法为：

步骤1，每个簇均为一个无向连通图，将图中的执行器节点删除，得到m个连通分量；

步骤2，对每个连通分量求最小生成树，得到m个最小生成树；

步骤3，从每个连通分量中找与执行器节点关联的权值最小的边，与执行器节点相连接，得到执行器节点的的m度约束最小生成树；

步骤4，当k＜m时，该树不存在；

当k≥m时，构建m+1度约束最小生成树，将与执行器节点关联的且不在当前的树中的边加入生成树中；

步骤5，加入的边，会产生一个环，删掉该环中与执行器节点不关联的权值最大边，得到加入该边后的最小生成树，且是m+1度的最小生成树；

步骤6，枚举步骤5的边，找到权值最小生成树，即是m+1度约束的最小生成树；当m+1度约束最小生成树的值大于m度约束最小生成树时，直接输出当前m度约束最小生成树即可；

步骤7，重复步骤4、5、6，直至k＝n时，则k度约束最小生成树出现。