[发明专利]一种基于簇的网络路由通信方法

权利要求书

1.一种基于簇的网络路由通信方法，其特征在于，所述网络包括两个以上的节点，所述网络划分为两个以上的簇；节点分为新节点、簇首节点、成员节点以及关联节点；一个簇由一个簇首节点和两个以上的成员节点构成，没有加入簇的节点称为新节点；如果一个成员节点属于两个以上的簇，该成员节点称为关联节点；

每个节点具有唯一的坐标；一种类型的数据由一个数据名称唯一标识；一个消息由消息类型标识，消息名称分别为发布消息、邻居消息、启动消息、簇首节点消息、信标消息、创建消息、转发消息、请求消息以及响应消息，分别对应消息类型值为1、2、3、4、5、6、7、8和9；

网络启动后，所有节点均为新节点；每个节点保存一个最小坐标(x_min, y_min)和最大坐标(x_max, y_max)；一个节点的最小坐标(x_min, y_min)和最大坐标(x_max, y_max)的初始值为该节点的坐标；

节点发送的发布消息包含消息类型、最小坐标域和最大坐标域；新节点NN1通过下述过程更新最小坐标(x_min, y_min)和最大坐标(x_max, y_max)：

步骤101：开始；

步骤102：新节点NN1发送一个发布消息，该发布消息的消息类型值为1，最小坐标和最大坐标分别为新节点NN1保存的最小坐标和最大坐标；

步骤103：其他新节点接收到该发布消息后，设置一个时钟，并判断自己的最小坐标和最大坐标是否等于该发布消息的最小坐标和最大坐标，如果是，则执行步骤112，否则执行步骤104；

步骤104：步骤103中接收到该发布消息的新节点判断发布消息中的最小坐标的横坐标是否小于自己的最小坐标的横坐标，如果是，执行步骤105，否则执行步骤106；

步骤105：接收到该发布消息的新节点将自己的最小坐标的横坐标更新为发布消息中的最小坐标的横坐标；

步骤106：接收到该发布消息的新节点判断自己的最小坐标的纵坐标是否大于发布消息中的最小坐标的纵坐标，如果是，执行步骤107，否则执行步骤108；

步骤107：接收到该发布消息的新节点将自己的最小坐标的纵坐标更新为发布消息中的最小坐标的纵坐标；

步骤108：接收到该发布消息的新节点判断自己的最大坐标的横坐标是否小于发布消息中的最大坐标的横坐标，如果是，执行步骤109，否则执行步骤110；

步骤109：接收到该发布消息的新节点将自己的最大坐标的横坐标更新为发布消息中的最大坐标的横坐标；

步骤110：接收到该发布消息的新节点判断自己的最大坐标的纵坐标是否小于发布消息中的最大坐标的纵坐标，如果是，执行步骤111，否则执行步骤112；

步骤111：接收到该发布消息的新节点将自己的最大坐标的纵坐标更新为发布消息中的最大坐标的纵坐标；该新节点发送一个发布消息，该发布消息的消息类型值为1，最小坐标和最大坐标分别为该新节点保存的最小坐标和最大坐标；

步骤112：如果新节点在时钟范围内没有接收到发布消息，则执行步骤113，否则执行步骤103；

步骤113：结束；

网络中任一个节点获取最小坐标(x_min, y_min)和最大坐标(x_max, y_max)后，利用公式（1）和公式（2）计算中间坐标(x_mid, y_mid)；

x_mid =(x_max+x_min)/2 (1)

y_mid =(y_max+y_min)/2 (2)；

坐标(x1,y1)和坐标(x2,y2)的优先级根据下述算法判定：

如果x1大于x2，则坐标(x1,y1)的优先级大于坐标(x2,y2)；

如果x1小于x2，则坐标(x1,y1)的优先级小于坐标(x2,y2)；

如果x1等于x2且y1大于y2，则坐标(x1,y1)的优先级大于坐标(x2,y2)；

如果x1等于x2且y1小于y2，则坐标(x1,y1)的优先级小于坐标(x2,y2)；

一个邻居消息包含消息类型和坐标；一个启动消息包含消息类型、坐标和距离域；一个簇首节点消息包含消息类型和坐标；每个新节点保存一个坐标参数CP1，参数CP1的值等于该节点的坐标；如果一个新节点的坐标与中间坐标的距离小于新节点的通信半径，新节点则执行下述操作：

步骤201：开始；

步骤202：新节点发送一个邻居消息，该邻居消息的消息类型值为2，坐标等于该新节点的坐标，启动时钟TM1；时钟TM1到期后，该新节点查看所有接收到的邻居消息并设置时钟TM2；如果所有邻居消息的坐标与中间坐标的距离大于或者等于该新节点的坐标与中间坐标的距离，则执行步骤203，否则执行步骤204；

步骤203：新节点发送一个启动消息，该启动消息的消息类型值为3，坐标等于新节点的坐标，距离等于该新节点的坐标与中间坐标的距离；

步骤204：时钟TM2到期后，新节点查看所有接收到的启动消息，如果所接收到的所有启动消息的坐标域值都相等且等于该新节点的坐标参数CP1的值，则执行步骤208，否则执行步骤205；

步骤205：时钟TM2到期后，新节点查看所有接收到的启动消息，如果所接收到的所有启动消息的坐标域值都相等，则执行步骤206，否则执行步骤207；

步骤206：时钟TM2到期后，新节点查看所有接收到的启动消息，选择一个启动消息，该启动消息的坐标具有最高权限，将坐标参数CP1的值设置为该启动消息的坐标域值，发送该启动消息，设置时钟TM2，执行步骤204；

步骤207：时钟TM2到期后，新节点查看所有接收到的启动消息，选择一个启动消息，该启动消息的距离值最小，将坐标参数CP1的值设置为该启动消息的坐标域值，发送该启动消息，设置时钟TM2，执行步骤204；

步骤208：如果一个新节点坐标值等于自己坐标参数CP1，该新节点将自己标记为簇首节点，发送一个簇首节点消息，该簇首节点消息的消息类型值为4，坐标等于该新节点的坐标值；新节点接收到簇首节点消息后，将自己标记为成员节点并保存簇首节点消息中的坐标；

步骤209：结束。