[发明专利]利用逻辑区域坐标的无线物联网的自我组网和路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线物联网系统的组网及通讯方法技术领域，尤其涉及利用逻辑区域坐标的无线物联网的自我组网和路由方法。

背景技术

在物联网的应用里，大多数传感器网联实体都是基于无线的连接。这些连接具有以下特点:

1、网联实体数量巨大，动辄达到数千/数万级，例如居民小区和企业楼层灯光管理；

2、由于移动和较短的生命周期，网络连接具有动态性和暂时性；

3、网络连接具有一对多或多对多的关系；

4、物联网业务具有较强位置特征（Location-based),但室内传感设备不具有GPS定位系统；

5、多数传感装置不具有长期可靠的电源，电池寿命有限；

6、传感设备数目巨大导致网络管理复杂。

以上问题为物联网的组网及连接的创建，维护和路由管理带来巨大挑战。

目前无线物联网的路由协议大致分为两类:第一类是基于网络物理链路（Link)拓扑的协议，例如AODV和RPL。AODV支持Mesh拓扑，但在具有大量节点的拓扑空间里路由性能下降。RPL只支持树形的邻接拓扑，但节点之间的转发必须经过根节点，导致转发性能下降。

第二类是基于网络节点位置信息与地址的路由协议，中国专利CN103281674A公开了一种基于定位信息的无线传感器网络地址配置方法，6LoWPAN无线传感器网络包括一个以下二维的且面积为S的正方形逻辑区域，每个逻辑区域由坐标（x,y）标识，其中，S为正整数，x,y为非负整数，每个传感器节点包括一个定位坐标（Lx,Ly）,传感器节点通过定位坐标计算出自己所在逻辑区域的坐标。6LoWPAN无线传感器网络启动后，传感器节点首先获取所在逻辑区域坐标，然后将MAC地址或者出厂的原始ID作为节点ID，并与全局路由前缀相结合，形成临时IPv6地址，其中，传感器节点的IPv6地址由四部分组成，第一部分是全局路由前缀；第二部分和第三部分分别代表传感器节点所在逻辑区域的横坐标和纵坐标，第四部分为节点ID，节点ID在一个逻辑区域内部具有唯一性；其中，第二部分、第三部分和第四部分组成传感器节点的链路地址。在传感器节点配置IPv6地址之前，传感器节点由临时IPv6地址来标识。但是本发明公开的技术方案在低功耗的物联网设备实现成本太高。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了利用逻辑区域坐标的无线物联网的自我组网和路由方法（LogicalCoordinateIoT，简称LC-IoT)，并以此为基础设计网联协议格式，解决和支持基于传感器的物联网的连接问题。

本发明提供的利用逻辑区域坐标的无线物联网的自我组网和路由方法，包括以下步骤：

S1：建立网络联接架构；

S2：在每一个逻辑区域里，用逻辑区域坐标标识每一个网联实体；

S3：建立新网联实体的路由路径；

S4：维护邻接点之间的路由表。

在一些实施方中，所述步骤S1具体为建立Mesh的网络联接架构，所述网络联接架构为层次型的逻辑区域，包括：传感器层、传感集成与中继器层及IoT网关层，所述传感器层为所述传感集成与中继器层的下层区域，所述传感集成与中继器层为所述IoT网关层的下层区域，每个下层的区域与若干个上层的区域建立联接，形成Mesh的网络联接架构。

在一些实施方中，所述传感器层中包括若干个传感器逻辑区域，所述传感集成与中继器层包括若干个传感集成与中继器逻辑区域，所述IoT网关层包括若干个IoT网关逻辑区域，其中，所述传感器、所述传感集成与中继器及所述IoT网关为网联实体。

在一些实施方中，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21：逻辑区域坐标的命名方法及映射；

S22：网联实体的入网与命名。

在一些实施方中，所述步骤S21具体包括：应用层逻辑区域坐标的标识、网络层逻辑区域坐标的标识，以及从应用层逻辑区域坐标的标识到网络层逻辑区域坐标的标识的映射或从网络层逻辑区域坐标的标识到应用层逻辑区域坐标的标识的映射。

在一些实施方中，应用层采用URL/URI来标识逻辑区域坐标LC-ID；

网络层采用一组向量Bit-Vector来标识逻辑区域坐标LC-ID，其中，每个Bit-Vector在字节中的位置标识该分量所在逻辑区域里的层次号，在每个Bit-Vector里，其二进制值为该分量在逻辑区域里的编码。

在一些实施方中，所述步骤S22具体为：